高一圆与直线练习题及答案
直线与圆练习题(附答案)
直线与圆一、填空题1.若函数1()ax f x e b=-的图象在x =0处的切线l 与圆C:221x y +=相离,则P(a ,b)与圆C 的位置关系是2.实数x 、y 满足不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≥-≥≥001y x y x ,则W=x y 1-的取值范围是_____________.3.已知x ,y 满足⎪⎩⎪⎨⎧≤++≤+≥041c by ax y x x 且目标函数y x z +=2的最大值为7,最小值为1,则=++a c b a_____________.4.已知点A (3,2),B (-2,7),若直线y=ax-3与线段AB 的交点P 分有向线段AB 的比为4:1,则a 的值为5.设E 为平面上以 (4,1),(1,6),(3,2)A B C ---为顶点的三角形区域(包括边界 ),则Z =4x -3y 的最大值和最小值分别为_____________.6.实数y x z y x y x y x y x -=⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≥+-≤-+则满足条件,0,0,022,04,的最大值为_____________.7.由直线1y x =+上的点向圆22(3)(2)1x y -++= 引切线,则切线长的最小值为_____________. 8.圆()2211y x +=-被直线0x y -=分成两段圆弧,则较短弧长与较长弧长之比为_____________.9.设定点A (0,1),动点(),P x y 的坐标满足条件0,,x y x ≥⎧⎨≤⎩则PA 的最小值是_____________.10.直线2)1(0122=+-=++y x y x 与圆的位置关系是_____________.11.设实数y x ,满足线性约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥-≤+013y y x y x ,则目标函数y x z +=2的最大值为 _____________.12.直线()23--=x y 截圆422=+y x 所得的劣弧所对的圆心角为_____________.13.已知点()y x P ,在不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≥-+≤-≤-0220102y x y x 表示的平面区域内运动,则y x z -=的取值范围是_____________. /的值是_____________.二、解答题:1.求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系.2. 圆9)3()3(22=-+-y x 上到直线01143=-+y x 的距离为1的点有几个?3.已知圆422=+y x O :,求过点()42,P 与圆O 相切的切线.4.求半径为4,与圆042422=---+y x y x 相切,且和直线0=y 相切的圆的方程5. 已知圆0622=+-++m y x y x 与直线032=-+y x 相交于P 、Q 两点,O 为原点,且OQ OP ⊥,求实数m 的值.6. 两圆0111221=++++F y E x D y x C :与0222222=++++F y E x D y x C :相交于A 、B 两点,求它们的公共弦AB 所在直线的方程参考答案1.在圆内2.[-1,1)3.-24.-95.14 , -186.47.8.1∶39.根号2/2 10.相切 11.612.π/3 13.[]2,1-14.2或-2设圆的标准方程为222)()(rb y a x =-+-.∵圆心在0=y 上,故0=b . ∴圆的方程为222)(ry a x =+-.又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点.∴⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-22224)3(16)1(r a r a解之得:1-=a ,202=r .所以所求圆的方程为20)1(22=++y x .16.符合题意的点是平行于直线01143=-+y x ,且与之距离为1的直线和圆的交点.设所求直线为043=++m y x ,则1431122=++=m d ,∴511±=+m ,即6-=m ,或16-=m ,也即6431=-+y x l :,或016432=-+y x l :.设圆9)3()3(221=-+-y x O :的圆心到直线1l 、2l 的距离为1d 、2d ,则 34363433221=+-⨯+⨯=d ,143163433222=+-⨯+⨯=d .∴1l与1O 相切,与圆1O 有一个公共点;2l 与圆1O 相交,与圆1O 有两个公共点.即符合题意的点共3个.17.∵点()42,P 不在圆O 上,∴切线PT 的直线方程可设为()42+-=x k y根据r d =∴21422=++-kk解得43=k所以()4243+-=x y即 01043=+-y x因为过圆外一点作圆得切线应该有两条,可见另一条直线的斜率不存在.易求另一条切线为2=x .4.则题意,设所求圆的方程为圆222)()(rb y a x C =-+-:.圆C 与直线0=y 相切,且半径为4,则圆心C 的坐标为)4,(1a C 或)4,(2-a C .又已知圆42422=---+y x y x 的圆心A 的坐标为)1,2(,半径为3.若两圆相切,则734=+=CA 或134=-=CA .(1)当)4,(1a C 时,2227)14()2(=-+-a ,或2221)14()2(=-+-a (无解),故可得1022±=a .∴所求圆方程为2224)4()1022(=-+--y x ,或2224)4()1022(=-++-y x .(2)当)4,(2-a C 时,2227)14()2(=--+-a ,或2221)14()2(=--+-a (无解),故622±=a .∴所求圆的方程为2224)4()622(=++--y x ,或2224)4()622(=+++-y x5.由直线方程可得y x 23+=,代入圆的方程0622=+-++m y x y x ,有)2(9)6)(2(31222=++-+++y x m y x y x y x ,整理,得0)274()3(4)12(22=-+-++y m xy m x m . 由于0≠x ,故可得12)3(4))(274(2=++-+-m x ym x y m .∴OPk ,OQk 是上述方程两根.故1-=⋅OQ OP k k .得127412-=-+m m ,解得3=m .经检验可知3=m 为所求.6.设两圆1C 、2C 的任一交点坐标为),(00y x ,则有:101012020=++++F y E x D y x ① 0202022020=++++F y E x D y x ②①-②得:)()(21021021=-+-+-F F y E E x D D .∵A 、B 的坐标满足方程0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D .∴方程)()(212121=-+-+-F F y E E x D D 是过A 、B 两点的直线方程.又过A 、B 两点的直线是唯一的. ∴两圆1C 、2C 的公共弦AB 所在直线的方程为)()(212121=-+-+-F F y E E x D D。
完整版)直线与圆综合练习题含答案
完整版)直线与圆综合练习题含答案直线与圆的方程训练题1.选择题:1.直线x=1的倾斜角和斜率分别是()A。
45,1B。
不存在C。
不存在D。
-12.设直线ax+by+c=0的倾斜角为α,且sinα+cosα=√2/2,则a,b满足()A。
a+b=1B。
a-b=1C。
a+b=√2D。
a-b=√23.过点P(-1,3)且垂直于直线x-2y+3=0的直线方程为()A。
2x+y-1=0B。
2x+y-5=0C。
x+2y-5=0D。
x-2y+7=04.已知点A(1,2),B(3,1),则线段AB的垂直平分线的方程是()A。
4x+2y=5B。
4x-2y=5C。
x+2y=5D。
x-2y=55.直线xcosθ+ysinθ+a=0与xsinθ-ycosθ+b=0的位置关系是()θ的值有关A。
平行B。
垂直C。
斜交D。
与a,b,θ的值有关6.两直线3x+y-3=0与6x+my+1=0平行,则它们之间的距离为()A。
4B。
13√10C。
26√5D。
207.如果直线l沿x轴负方向平移3个单位再沿y轴正方向平移1个单位后,又回到原来的位置,那么直线l的斜率是()A。
-1/3B。
-3C。
1D。
38.直线l与两直线y=1和x-y-7=0分别交于A,B两点,若线段AB的中点为M(1,-1),则直线l的斜率为()A。
2/3B。
-3/2C。
-2D。
-39.若动点P到点F(1,1)和直线3x+y-4=0的距离相等,则点P的轨迹方程为()A。
3x+y-6=0B。
x-3y+2=0C。
x+3y-2=0D。
3x-y+2=010.若P(2,-1)为(x-1)+y^2=25圆的弦AB的中点,则直线AB的方程是()A。
x-y-3=0B。
2x+y-3=0C。
x+y-1=0D。
2x-y-5=011.圆x^2+y^2-2x-2y+1=0上的点到直线x-y=2的距离最大值是()A。
2B。
1+√2C。
1+2√2D。
1+2√512.在坐标平面内,与点A(1,2)距离为1,且与点B(3,1)距离为2的直线共有()A。
直线与圆的位置关系练习题及参考答案
直线与圆的位置关系练习题及参考答案一、选择题1. 在平面上,已知点A(4,-2),圆心O(1,3),半径R=5. 则点A与圆的位置关系是:A. A在圆内B. A在圆上C. A在圆外答案: A. A在圆内2. 已知直线L的方程为2x - 3y = 6,圆C的方程为x^2 + y^2 = 25.则直线L与圆C的位置关系是:A. 直线L与圆C相切B. 直线L与圆C相交于两点C. 直线L与圆C不相交答案: B. 直线L与圆C相交于两点3. 在平面上,已知两个圆C1与C2,圆C1的半径为3,圆心坐标为(1,1),圆C2的半径为2,圆心坐标为(-2,-3). 则两个圆的位置关系是:A. 两个圆相交于两点B. 两个圆内切C. 两个圆相离答案: C. 两个圆相离二、填空题1. 已知圆C的半径为2,圆心坐标为(3,5). 则圆心到原点的距离是______.答案: sqrt(3^2 + 5^2) = sqrt(34)2. 在平面上,已知直线L的方程为y = 2x + 1,圆C的半径为4,圆心坐标为(-1,2). 则直线L与圆C的位置关系可以表示为______.答案: (x+1)^2 + (y-2)^2 = 16三、解答题1. 如图所示,在平面上有一个圆C,其圆心坐标为(2,3),半径为4. 请写出圆C的方程,并确定点A(-3,4)与圆C的位置关系。
解答:圆C的方程为:(x-2)^2 + (y-3)^2 = 16点A(-3,4)与圆C的位置关系可以通过计算点A到圆心的距离来判断。
点A到圆心的距离为:distance = sqrt((-3-2)^2 + (4-3)^2) = sqrt(25) = 5比较点A到圆C的距离与圆的半径的关系:若 distance < 4,则点A在圆内;若 distance = 4,则点A在圆上;若 distance > 4,则点A在圆外。
因为 distance = 5 > 4,所以点A在圆外。
高一数学直线与圆的位置关系试题答案及解析
高一数学直线与圆的位置关系试题答案及解析1.设直线与圆相交于两点,且弦的长为,则.【答案】-1或3【解析】圆心到直线的距离,弦长的一半为,,由于半径,弦长的一半,弦心距构成直角三角形,因此,解得.【考点】直线与圆相交求弦长问题.2.如图,已知圆心坐标为的圆与轴及直线均相切,切点分别为、,另一圆与圆、轴及直线均相切,切点分别为、。
(1)求圆和圆的方程;(2)过点作的平行线,求直线被圆截得的弦的长度;【答案】(1)圆的方程为,圆的方程为(2)【解析】试题分析:(1)根据圆的圆心坐标和半径求圆的标准方程.(2)直线和圆相交,根据半径,弦长的一半,圆心距求弦长.(3)圆的弦长的常用求法:(1)几何法:求圆的半径,弦心距,弦长,则(2)代数方法:运用根与系数的关系及弦长公式.试题解析:解(1)由于圆与的两边相切,故到及的距离均为圆的半径,则在的角平分线上,同理,也在的角平分线上,即三点共线,且为的角平分线,的坐标为,到轴的距离为1,即:圆的半径为1,圆的方程为; 3分设圆的半径为,由,得:,即,,圆的方程为:; 6分(2)由对称性可知,所求弦长等于过点的的平行线被圆截得的弦长,此弦所在直线方程为,即,圆心到该直线的距离,则弦长= 3分【考点】(1)圆的方程(2)直线和圆相交求弦长问题.(3)点到直线距离公式.3.将一颗质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1、2、3、4、5、6)先后抛两次,将得到的点数分别记为a,b.(1)求满足条件a+b≥9的概率;(2)求直线ax+by+5=0与x2+y2=1相切的概率(3)将a,b,5的值分别作为三条线段的长,求这三条线段能围成等腰三角形的概率。
【答案】(1);(2);(3)【解析】想列出基本事件;(1)找出满足条件的基本事件,根据古典概型公式求出概率;(2)根据直线与圆相切,利用圆心到直线的距离等于半径和点到直线距离公式求出满足的条件,找出满足条件的基本事件,再根据古典概型知识求出满足的概率;(3)列出满足条件的基本事件数,再根据古典概型知识求出满足的概率.试题解析:(1)先后次抛掷一枚骰子,将得到的点数分别记为,事件总数为.满足条件的基本事件有10种(基本事件略) 2分满足条件的概率是 4分(2)先后次抛掷一枚骰子,将得到的点数分别记为,事件总数为.因为直线与圆相切,所以有即:, 6分由于.所以,满足条件的情况只有或两种情况.所以,直线与圆相切的概率是 8分(3)先后次抛掷一枚骰子,将得到的点数分别记为,事件总数为因为,三角形的一边长为所以,当时,,种当时,,种当时,,种 11分当时,种当时,种当时,,种故满足条件的不同情况共有种.所以,三条线段能围成不同的等腰三角形的概率为. 14分【考点】直线与圆的位置关系;点到直线距离公式;古典概型4.已知圆C的圆心在坐标原点,且与直线相切(1)求直线被圆C所截得的弦AB的长.(2)过点G(1,3)作两条与圆C相切的直线,切点分别为M,N求直线MN的方程垂直的直线l与圆C交于不同的两点P,Q,若∠POQ为钝角,求直线l纵截距(3)若与直线l1的取值范围.【答案】(1);(2);(3),且【解析】(1)先由点到直线距离公式求出原点到直线的距离即为圆C的半径,再写出圆C的方程;(2)先求出以G为圆心|GM|的方程,圆G的方程与圆C方程相减就是其公共弦MN所在的直线方程;(3)先根据直线的方程求出的斜率,由直线⊥,求出的斜率,设出的斜截式方程,将直线方程与圆C方程联立,消去y化为关于x的方程,设出,根据韦达定理将,用直线在y轴上截距b表示,由判别式大于0得到关于b的不等式,将∠POQ为钝角转化为,利用数量积的坐标运算,再列出关于b的不等式,这两个不等式联立就解出b的取值范围.试题解析:(1)由题意得:圆心到直线的距离为圆的半径,,所以圆的标准方程为: 2分所以圆心到直线的距离 3分4分(2)因为点,所以,所以以点为圆心,线段长为半径的圆方程:(1)又圆方程为:(2),由得直线方程: 8分(3)设直线的方程为:联立得:,设直线与圆的交点,由,得,(3) 10分因为为钝角,所以,即满足,且与不是反向共线,又,所以(4)由(3)(4)得,满足,即, 12分当与反向共线时,直线过原点,此时,不满足题意,故直线纵截距的取值范围是,且 14分【考点】点的直线的距离公司;圆的标准方程;圆与圆的位置关系;直线与圆的位置关系;设而不求思想5.已知实数x、y满足x2+y2=4,则的最小值为( )A.B.C.D.【答案】A【解析】由已知x2+y2=4得:,从而=,则直线与圆x2+y2=4有交点,所以有,,所以选A.【考点】数形结合.6.已知圆:,直线经过点,(1)求以线段为直径的圆的方程;(2)若直线与圆相交于,两点,且为等腰直角三角形,求直线的方程.【答案】(1)圆的方程为;(2)直线的方程为:或.【解析】(1)将圆化成标准方程,得圆心为,半径为2.从而得到的中点,得所求圆心坐标,再根据两点的距离公式算出半径,即得以线段为直径的圆的方程;(2)设直线的方程为:,根据题意等腰中,利用点到直线的距离公式建立关于的等式,解之可得实数的值,得到直线的方程.试题解析:(1)将圆的方程配方得标准方程为,则此圆的圆心为,半径为2.所以的中点,可得,所以,即圆的方程为;设直线的方程为:,,且为等腰直角三角形,,因此圆心到直线的距离解之得或,所求直线的方程为:或.【考点】圆的标准方程;直线的一般式方程.7.若为圆的弦的中点,则直线的方程是()A.B.C.D.【答案】D【解析】圆的圆心为,点为弦AB的中点,PC的斜率为,直线AB的斜率为1,点斜式写出直线AB的方程即【考点】圆的方程,直线方程点斜式8.若为圆的弦的中点,则直线的方程是()A.B.C.D.【答案】D【解析】由圆的方程可知圆心为,所以,因为点是弦的中点,所以,从而,可得,由直线的点斜式可得直线的方程:即,选D.【考点】1.直线与圆的位置关系;2.两直线垂直的判定与性质;3.直线的方程.9.已知圆:,过定点作斜率为1的直线交圆于、两点,为线段的中点.(1)求的值;(2)设为圆上异于、的一点,求△面积的最大值;(3)从圆外一点向圆引一条切线,切点为,且有 , 求的最小值,并求取最小值时点的坐标.【答案】(1)2;(2);(3);.【解析】(1)通过⊥求解的值;(2)当为与垂直的直径,且与较远的直径端点时,△面积最大;(3)通过△为直角三角形勾股定理列出关系式,然后通过进行转化,找出点所在轨迹,然后利用点到直线的距离即可找到的最小值,进而求出点的坐标.试题解析:(1)由题知圆心,又为线段的中点,∴⊥,∴,即,∴.(2)由(1)知圆的方程为,∴圆心,半径,又直线的方程是,∴圆心到直线的距离,.当⊥时,△面积最大,.(3)∵⊥,∴,又,∴.设,则有,整理得,即点在上,∴的最小值即为的最小值,由解得∴满足条件的点坐标为.【考点】1.弦所在直线方程的求解;2.最值问题.10.已知圆的方程为.设该圆过点的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形ABCD的面积为()A.10B.20C.30D.40【答案】B【解析】圆的方程可整理为.如图,设该圆圆心为,与的交点为,则,,故四边形的面积为.【考点】圆的弦长及特征三角形.11.若直线与圆相交于两点,且(其中为原点),则的值为()A.B.C.或D.或【答案】D【解析】如图所示,当时,,弦心距;即解得:或,故选D【考点】1、直线与圆的位置关系;2、点到直线的距离公式.12.若圆心在直线上,半径为的圆M与直线相切,则圆M的标准方程是_____________【答案】或【解析】设圆心M为.所以圆的方程为.又圆与直线相切.所以由圆心到直线的距离等于半径可得.所以解得或.所以所求的圆的方程为或.故填或.【考点】1.直线与圆的位置关系.2.待定系数法求圆的方程.13.直线与圆相交于A、B两点,则的最小值是()A. B. C.2 D. 1【答案】A;【解析】∵的圆心O(0,0),半径r=2,∴直线必过点(0,1),则点(0,1)到圆心O(0,0)的距离d=1,∴点(0,1)在圆内.如图,|AB|最小时,弦心距最大为1,∴故答案为:A.【考点】两点间的距离公式.14.已知圆和点(1)若过点有且只有一条直线与圆相切,求正实数的值,并求出切线方程;(2)若,过点的圆的两条弦互相垂直,设分别为圆心到弦的距离.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)求两弦长之积的最大值.【答案】(Ⅰ)3(Ⅱ)10【解析】本题第(1)问,本题考查的是圆的切线方程,即直线与圆方程的应用.(要求过点M 的切线l的斜率,关键是求出切点坐标,由M点也在圆上,故满足圆的方程,则易求M点坐标,然后代入圆的切线方程,整理即可得到答案;第(2)问,由基本不等式可求出两弦长之积的最大值.解:(1)得∴切线方程为即(Ⅰ)当都不过圆心时,设于,则为矩形,当中有一条过圆心时,上式也成立(Ⅱ)∴(当且仅当时等号成立)【考点】直线和圆的方程的应用;点与圆的位置关系.点评:本题考查直线和圆的方程的应用,着重考查分类讨论思想与转化思想.15.由直线上的一点向圆引切线,则切线长的最小值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】即,连接直线上的一点P与圆心C(3,0),切点Q与圆心,由直角三角形PQC可知,为使切线长的最小,只需PC最小,因此,PC垂直于直线。
高中直线与圆练习题
高中直线与圆练习题一、选择题1. 在平面直角坐标系中,直线l的方程为y = 2x + 1,圆C的方程为(x 1)² + (y + 2)² = 16,则直线l与圆C的位置关系是:A. 相离B. 相切C. 相交D. 无法确定2. 已知直线y = kx + b与圆(x 2)² + (y + 3)² = 1相交于A、B两点,若|AB| = 2,则k的值为:A. 0B. 1C. 2D. 33. 直线y = 3x 2与圆x² + y² = 9的位置关系是:A. 相离B. 相切C. 相交D. 无法确定二、填空题1. 已知直线l:2x 3y + 6 = 0,圆C:(x 1)² + (y + 2)² = 25,则直线l与圆C的交点坐标为______。
2. 圆(x 3)² + (y + 4)² = 16的圆心坐标为______,半径为______。
3. 若直线y = kx + 1与圆x² + y² = 4相交,则k的取值范围是______。
三、解答题1. 已知直线l:x + 2y 5 = 0,圆C:(x 2)² + (y + 3)² = 16,求直线l与圆C的交点坐标。
2. 设直线l的方程为y = kx + b,圆C的方程为(x 1)² + (y +2)² = 9,若直线l与圆C相切,求k和b的值。
3. 已知直线l:y = 2x + 3,圆C:(x 2)² + (y + 1)² = 25,求直线l与圆C的公共弦长。
4. 在平面直角坐标系中,直线l的方程为y = kx + 1,圆C的方程为(x 3)² + (y + 4)² = 16,若直线l与圆C相交,求k的取值范围。
5. 已知直线l:2x y + 3 = 0,圆C:(x 2)² + (y + 1)² = 9,求直线l与圆C的交点坐标及弦心距。
(完整)高一圆与直线练习题及答案
一、选择题:1.直线x-3y+6=0的倾斜角是( )A 600B 1200C 300D 15002. 经过点A(-1,4),且在x 轴上的截距为3的直线方程是( )A x+y+3=0B x-y+3=0C x+y-3=0D x+y-5=03.直线(2m 2+m-3)x+(m 2-m)y=4m-1与直线2x-3y=5平行,则的值为( )A-23或1 B1 C-89 D -89或14.直线ax+(1-a)y=3与直线(a-1)x+(2a+3)y=2互相垂直,则a 的值为( )A -3B 1C 0或-23D 1或-35.圆(x-3)2+(y+4)2=2关于直线x+y=0对称的圆的方程是( )A. (x+3)2+(y-4)2=2B. (x-4)2+(y+3)2=2 C .(x+4)2+(y-3)2=2 D. (x-3)2+(y-4)2=26、若实数x 、y 满足3)2(22=++y x ,则x y的最大值为( )A.3 B. 3- C.33D. 33-7.圆1)3()1(22=++-y x 的切线方程中有一个是 ( )A .x -y =0B .x +y =0C .x =0D .y =08.若直线210ax y ++=与直线20x y +-=互相垂直,那么a 的值等于 ( )A .1B .13-C .23- D .2-9.设直线过点(0,),a 其斜率为1,且与圆222x y +=相切,则a 的值为 ( )A.4±B.± C.2±D.10. 如果直线12,l l 的斜率分别为二次方程2410x x -+=的两个根,那么1l 与2l 的夹角为( ) A .3π B .4π C .6π D .8π11.已知{(,)|0}M x y y y ==≠,{(,)|}N x y y x b ==+,若M N ≠∅I ,则b ∈( ) A.[- B.(-C.(-D.[-12.一束光线从点(1,1)A -出发,经x 轴反射到圆22:(2)(3)1C x y -+-=上的最短路径是( )A .4B .5 C.1 D.二、填空题:13过点M (2,-3)且平行于A (1,2),B (-1,-5)两点连线的直线方程是14、直线l 在y 轴上截距为2,且与直线l `:x+3y-2=0垂直,则l的方程是15.已知直线0125=++a y x 与圆0222=+-y x x 相切,则a 的值为________.16圆224460x y x y +-++=截直线50x y --=所得的弦长为 _________17.已知圆M :(x +cos θ)2+(y -sin θ)2=1,直线l :y =kx ,下面四个命题:(A )对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 相切; (B )对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 有公共点; (C )对任意实数θ,必存在实数k ,使得直线l 与和圆M 相切;(D )对任意实数k ,必存在实数θ,使得直线l 与和圆M 相切.其中真命题的代号是______________(写出所有真命题的代号).18已知点M (a ,b )在直线1543=+y x 上,则22b a +的最小值为三、解答题: 19、平行于直线2x+5y-1=0的直线l 与坐标轴围成的三角形面积为5,求直线l 的方程。
(完整版)直线与圆综合练习题含答案
直线与圆的方程训练题一、选择题:1.直线1x =的倾斜角和斜率分别是( )A .B .C . ,不存在D . ,不存在 2.设直线0ax by c ++=的倾斜角为α,且sin cos 0αα+=,则,a b 满足( ) A .1=+b aB .1=-b aC .0=+b aD .0=-b a3.过点(1,3)P -且垂直于直线032=+-y x 的直线方程为( )A .012=-+y xB .052=-+y xC .052=-+y xD .072=+-y x 4.已知点(1,2),(3,1)A B ,则线段AB 的垂直平分线的方程是( ) A .524=+y x B .524=-y x C .52=+y x D .52=-y x 5.直线cos sin 0x y a θθ++=与sin cos 0x y b θθ-+=的位置关系是( )A .平行B .垂直C .斜交D .与的值有关 6.两直线330x y +-=与610x my ++=平行,则它们之间的距离为( )A .4 BCD7.如果直线l 沿x 轴负方向平移3个单位再沿y 轴正方向平移1个单位后,又回到原来的位置,那么直线l 的斜率是( )A .-13B .3-C .13D .38.直线l 与两直线1y =和70x y --=分别交于,A B 两点,若线段AB 的中点为(1,1)M -,则直线l 的斜率为( )A .23 B .32 C .32- D . 23-9.若动点P 到点(1,1)F 和直线340x y +-=的距离相等,则点P 的轨迹方程为( ) A .360x y +-= B .320x y -+= C .320x y +-= D .320x y -+=10.若 为 圆的弦AB 的中点,则直线AB 的方程是( )A. 03=--y xB. 032=-+y xC. 01=-+y x D . 052=--y x11.圆012222=+--+y x y x 上的点到直线2=-y x 的距离最大值是( ) A .2 B .21+ C .221+D .221+ 12.在坐标平面内,与点(1,2)A 距离为1,且与点(3,1)B 距离为2的直线共有( )0135,1-045,10900180,,a b θ(2,1)P -22(1)25x y -+=A .1条B .2条C .3条D .4条 13.圆0422=-+x y x 在点)3,1(P 处的切线方程为( )A .023=-+y xB .043=-+y xC .043=+-y xD .023=+-y x14.直线032=--y x 与圆9)3()2(22=++-y x 交于,E F 两点,则∆EOF (O 是原点)的面积为( ) A.23 B.43C.52 D.55615.已知圆C 的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,直线0443=++y x 与圆C 相切,则圆C 的方程为( )A .03222=--+x y x B .0422=++x y xC .03222=-++x y xD .0422=-+x y x16.若过定点)0,1(-M 且斜率为k 的直线与圆05422=-++y x x 在第一象限内的部分有交点,则k 的取值范围是( )A. 50<<k B. 05<<-k C. 130<<k D. 50<<k 17.圆:06422=+-+y x y x 和圆:0622=-+x y x 交于,A B 两点,则AB 的垂直平分线的方程是( ) A.30x y ++= B .250x y --= C .390x y --= D .4370x y -+=18.入射光线在直线1:23l x y -=上,经过x 轴反射到直线2l 上,再经过y 轴反射到直线3l 上,若点P是1l 上某一点,则点P 到3l 的距离为( )A .6 B .3 C D 二、填空题:19.已知直线,32:1+=x y l 若2l 与1l 关于y 轴对称,则2l 的方程为__________; 若3l 与1l 关于x 轴对称,则3l 的方程为_________; 若4l 与1l 关于x y =对称,则4l 的方程为___________;20.点(,)P x y 在直线40x y +-=上,则22x y +的最小值是________________.21.直线l 过原点且平分ABCD 的面积,若平行四边形的两个顶点为(1,4),(5,0)B D ,则直线l 的方程为________________。
高一数学直线与圆的位置关系试题答案及解析
高一数学直线与圆的位置关系试题答案及解析1.如图,在直角坐标系中,圆与轴负半轴交于点,过点的直线,分别与圆交于,两点.(1)若,,求△的面积;(2)过点作圆O的两条切线,切点分别为E,F,求;(3)若,求证:直线过定点.【答案】(1);(2);(3)见解析【解析】(1)直线AM的方程为,直线AN的方程为,由中位线定理知,,由此能求出的面积.(2)由已知条件推导出,,由此能求出.(3)设直线的方程,则直线的方程为,联立方程,得同理,由此能证明直线过定点.试题解析:(1)由题知,得直线的方程为,直线的方程为所以,圆心到直线的距离,所以,,由中位线定理知,AN=,由题知,所以⊥,=.(2),,所以 .所以,所以(3)由题知直线和直线的斜率都存在,且都不为0,不妨设直线的的方程,则直线的方程为,所以,联立方程,所以,,得或,所以,同理,,因为轴上存在一点D,所以,=,同理,所以,=,所以,直线过定点.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.2.直线和将以原点圆心,1为半径的圆分成长度相等的四段弧,则________.【答案】2.【解析】如图所示,取,此两条直线符合题意,则.【考点】圆的性质,特值法,直线的斜截式方程.3.已知在平面直角坐标系中,圆的方程为,直线过点且与直线垂直.若直线与圆交于两点,则的面积为()A.1B.C.2D.【答案】A【解析】∵圆的方程为,即,∴圆的圆心为,半径为2.∵直线过点且与直线垂直∴直线.∴圆心到直线的距离.∴直线被圆截得的弦长,又∵坐标原点到的距离为,∴的面积为.【考点】1、直线与圆的位置关系;2、三角形的面积公式.4.设集合,, 若,则实数的取值范围是()A.B.C.或D.或【答案】D【解析】显然.1°当时,则,解得;2°当时,若,则圆与直线或没有交点,即或,∴或;综上所述,满足条件的实数的取值范围为或.【考点】1、集合的表示;2、直线与圆的位置关系.5.若圆x2+y2-2x+4y+1=0上恰有两点到直线2x+y+c=0(c>0)的距离等于1,则c的取值范围为________.【答案】【解析】圆的圆心坐标,半径.找临界条件,圆心到直线的距离为2+1和2-1两种情况,,由于,解的或,由于恰有两点到直线的距离为1,因此【考点】直线与圆的位置关系.6.已知点P(-2,-3),圆C:,过P点作圆C的两条切线,切点分别为A、B (1)求过P、A、B三点的外接圆的方程;(2)求直线AB的方程.【答案】(1);(2)【解析】(1)根据题意判断出四点共圆,进而求出圆心和半径,从而求出圆的方程;(2)判断两圆的位置关系常用几何法,即用两圆圆心距与两圆半径和与差的关系,一般不采用代数法;(3)当两圆相交时求公共弦所在的直线方程或公共弦长,只要把两圆相减消去二次项所得方程就是公共弦所在的直线方程,在根据其中一个圆与这条直线就可以求出公共弦长.试题解析:圆的圆心,,因此四点共圆,所以所求圆的圆心在的中点,即所求圆的半径过三点的圆由于两点在圆:和圆,因此两圆方程相减即得【考点】(1)三角形的外接圆的求法;(2)两圆相交求公共弦所在直线方程.7.在平面直角坐标系xOy中,直线3x+4y-5=0与圆x2+y2=4相交于A,B两点,则弦AB的长等于。
(完整版)直线与圆的方程测试题(含答案)
直线与圆的方程测试题(本试卷满分150分,考试时间120分钟)一、单项选择题(本大题共18小题,每小题4分,共72分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出,错选、多选或未选均无分.1.点M 1(2,-5)与M 2(5,y)之间的距离是5,则y=( )A.-9B.-1C.-9或-1D. 122. 数轴上点A 的坐标是2,点M 的坐标是-3,则|AM|=( )A.5B. -5C. 1D. -13. 直线的倾斜角是32π,则斜率是( ) A.3-3B.33C.3-D.34. 以下说法正确的是( )A.任意一条直线都有倾斜角B. 任意一条直线都有斜率C.直线倾斜角的范围是(0,2π) D. 直线倾斜角的范围是(0,π)5. 经过点(4, -3),斜率为-2的直线方程是( )A. 2x+y+2=0B.2x-y-5=0C. 2x+y+5=0D. 2x+y-5=06. 过点(2,0)且与y 轴平行的直线方程是( )A.x=0B.y=0C.x=2D.y=27. 直线在y 轴上的截距是-2,倾斜角为0°,则直线方程是() A.x+2=0 B.x-2=0 C.y+2=0 D.y-2=08. “B ≠0”是方程“Ax+By+C=0表示直线”的( )A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充分且必要条件D.非充分非必要条件9. 直线3x-y+21=0与直线6x-2y+1=0之间的位置关系是( )A.平行B.重合C.相交不垂直D.相交且垂直10.下列命题错误..的是( )A. 斜率互为负倒数的两条直线一定互相垂直B. 互相垂直的两条直线的斜率一定互为负倒数C. 两条平行直线的倾斜角相等D. 倾斜角相等的两条直线平行或重合11. 过点(3,-4)且平行于直线2x+y-5=0的直线方程是( )A. 2x+y+2=0B. 2x-y-2=0C. 2x-y+2=0D.2x+y-2=012. 直线ax+y-3=0与直线y=21x-1垂直,则a=( )A.2B.-2C. 21D. 21-13. 直线x=2与直线x-y+2=0的夹角是( )A.30°B. 45°C. 60°D. 90°14. 点P (2,-1)到直线l :4x-3y+4=0的距离是( )A.1B.511 C.53 D.3 15. 圆心在( -1,0),半径为5的圆的方程是( )A.(x+1)2+y 2=5B. (x+1)2+y 2=25C. (x-1)2+y 2=5D. (x-1)2+y 2=2516. 直线3x+4y+6=0与圆(x-2)2+(y+3)2=1的位置关系是( )A.相交不过圆心B.相交且过圆心C.相切D.相离17. 方程x 2+y 2-2kx+4y+3k+8=0表示圆,则k 的取值范围是( )A.k<-1或k>4B. k=-1或k=4C. -1<k<4D. -1≤k ≤418. 直线y=0与圆C:x 2+y 2-2x-4y=0相交于A 、B 两点,则△ABC 的面积是( )A.4B.3C.2D.1二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。
高一数学直线与圆期末复习练习题
高一数学直线与圆期末复习练习题班级: 学号 姓名一、填空题;(每题7分,共70分)1、求符合下列条件的各圆方程:①圆心在直线2x-y-3=0上,且过点(5,2)和(3,-2): ;②圆过三点A(-1,5),B(-2,-2),C(5,5): ;③直线3x+4y-12=0和两坐标轴围成的三角形外接圆方程: ;④圆心为(2,-1),且截直线y=x-1所得弦长为: ;⑤已知A(-4,-5),B(6,-1),以线段AB 为直径的圆方程: ;⑥圆22(3)(4)1x y -++=关于直线1x y +=对称的圆方程为: ,关于原点对称的圆方程为: 。
2.①点(1,1)a a +-在圆2240x y x y +-+-=的外部,则a ∈ ;②,,a b c 是直角三角形的三边,c 为斜边,那么直线0ax by c ++=与圆22()()1x a y b -+-=的位置关系是 ;③若两圆O :22x y m +=与C :2268110x y x y ++--=有公共点,则m ∈ 。
3.自点A(-3,3)发出的光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在直线与圆224470x y x y +--+=相切,则l 所在直线方程为 。
4.直线30ax y -+=与圆22(1)(2)4x y -+-=相交于A,B 两点,且弦AB 长为,则a = 。
5.如果直线l 把圆22240x y x y +--=平分,且不通过第四象限,则直线l 的 斜率范围为 。
6.若直线y x k =-+与曲线x =k 的取值范围为 。
7.两个圆221:2220C x y x y +++-=与圆2:C 224210x y x y +--+=的公切线有且只有 条。
8.圆222(1)(1)x y r -++=上有且仅有两个点到直线43110x y +-=的距离等于1,则r ∈ 。
9.两圆22280x y x +--=和222440x y x y ++--=公共弦所在直线方程为 ,公共弦长为 ,公共弦中垂线方程为 ,以公共弦为直径的圆方程为 。
高中数学【直线与圆】专题练习
高中数学【直线与圆】专题练习1.点(0,-1)到直线y=k(x+1)距离的最大值为()A.1B. 2C. 3D.2答案 B解析设点A(0,-1),直线l:y=k(x+1),由l恒过定点B(-1,0),知当AB⊥l时,点A(0,-1)到直线y=k(x+1)的距离最大,最大值为 2.2.已知⊙M:x2+y2-2x-2y-2=0,直线l:2x+y+2=0,P为l上的动点,过点P作⊙M的切线PA,PB,切点为A,B,当|PM|·|AB|最小时,直线AB的方程为()A.2x-y-1=0B.2x+y-1=0C.2x-y+1=0D.2x+y+1=0答案 D解析由⊙M:x2+y2-2x-2y-2=0①,得⊙M:(x-1)2+(y-1)2=4,所以圆心为M(1,1),半径为2.如图,连接AM,BM,易知四边形PAMB的面积为12|PM|·|AB|,欲使|PM|·|AB|最小,只需四边形PAMB的面积最小,即只需△PAM的面积最小.因为|AM |=2,所以只需|PA |最小. 又|PA |=|PM |2-|AM |2=|PM |2-4,所以只需直线2x +y +2=0上的动点P 到M 的距离最小,其最小值为|2+1+2|5=5,此时PM ⊥l ,易求出直线PM 的方程为x -2y +1=0. 由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y +2=0,x -2y +1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =0,所以P (-1,0). 易知P 、A 、M 、B 四点共圆,所以以PM 为直径的圆的方程为x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=⎝ ⎛⎭⎪⎫522,即x 2+y 2-y -1=0②, 由①②得,直线AB 的方程为2x +y +1=0,故选D.3.(多选)已知点P 在圆(x -5)2+(y -5)2=16上,点A (4,0),B (0,2),则( ) A.点P 到直线AB 的距离小于10 B.点P 到直线AB 的距离大于2 C.当∠PBA 最小时,|PB |=3 2 D.当∠PBA 最大时,|PB |=3 2 答案 ACD解析 设圆(x -5)2+(y -5)2=16的圆心为M (5,5),半径为4. 由题意知直线AB 的方程为x 4+y2=1,即x +2y -4=0, 则圆心M 到直线AB 的距离d =|5+2×5-4|5=115>4, 所以直线AB 与圆M 相离,所以点P 到直线AB 的距离的最大值为4+d =4+115, 又4+115<5+1255=10,故A 正确;易知点P到直线AB的距离的最小值为d-4=115-4,又115-4<1255-4=1,故B不正确;过点B作圆M的两条切线,切点分别为N,Q,如图所示,连接MB,MN,MQ,则当∠PBA最小时,点P与N重合,|PB|=|MB|2-|MN|2=52+(5-2)2-42=32;当∠PBA最大时,点P与Q重合,|PB|=32,故C,D都正确.综上,选ACD.4.抛物线C的顶点为坐标原点O,焦点在x轴上,直线l:x=1交C于P,Q两点,且OP⊥OQ.已知点M(2,0),且⊙M与l相切.(1)求抛物线C,⊙M的方程;(2)设A1,A2,A3是C上的三个点,直线A1A2,A1A3均与⊙M相切.判断直线A2A3与⊙M的位置关系,并说明理由.解(1)由题意,直线x=1与C交于P,Q两点,且OP⊥OQ,设C的焦点为F,P在第一象限,则根据抛物线的对称性,得∠POF=∠QOF=45°,所以P(1,1),Q(1,-1).设抛物线C的方程为y2=2px(p>0),则1=2p,得p=1 2,所以抛物线C的方程为y2=x.由题意,圆心M(2,0)到l的距离即⊙M的半径,且距离为1,所以⊙M的方程为(x-2)2+y2=1.(2)直线A 2A 3与⊙M 相切,理由如下: 设A 1(x 1,y 1),A 2(x 2,y 2),A 3(x 3,y 3),当A 1,A 2,A 3中有一个为坐标原点,另外两个点的横坐标均为3时,A 1A 2,A 1A 3均与⊙M 相切,此时直线A 2A 3与⊙M 相切.当x 1≠x 2≠x 3时,直线A 1A 2的方程为x -(y 1+y 2)y +y 1y 2=0, 则|2+y 1y 2|(y 1+y 2)2+1=1,即(y 21-1)y 22+2y 1y 2+3-y 21=0, 同理可得(y 21-1)y 23+2y 1y 3+3-y 21=0,所以y 2,y 3是方程(y 21-1)y 2+2y 1y +3-y 21=0的两个根,则y 2+y 3=-2y 1y 21-1,y 2y 3=3-y 21y 21-1.直线A 2A 3的方程为x -(y 2+y 3)y +y 2y 3=0. 设点M 到直线A 2A 3的距离为d (d >0),则d 2=(2+y 2y 3)21+(y 2+y 3)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫2+3-y 21y 21-121+⎝ ⎛⎭⎪⎫-2y 1y 21-12=1,从而d =r =1,所以直线A 2A 3与⊙M 相切. 综上可得,直线A 2A 3与⊙M 相切.1.两条直线平行与垂直的判定若两条不重合的直线l 1,l 2的斜率k 1,k 2存在,则l 1∥l 2⇔k 1=k 2,l 1⊥l 2⇔k 1k 2=-1.若给出的直线方程中存在字母系数,则要考虑斜率是否存在. 2.两个距离公式(1)两平行直线l 1:Ax +By +C 1=0与l 2:Ax +By +C 2=0间的距离d =|C 1-C 2|A 2+B2. (2)点(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2.3.圆的方程(1)圆的标准方程:(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),圆心为(a ,b ),半径为r . (2)圆的一般方程:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0),圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫-D2,-E 2,半径为r =D 2+E 2-4F 2.4.直线与圆的位置关系的判定(1)几何法:把圆心到直线的距离d 和半径r 的大小加以比较:d <r ⇔相交;d =r ⇔相切;d >r ⇔相离.(2)代数法:将圆的方程和直线的方程联立起来组成方程组,利用判别式Δ来讨论位置关系:Δ>0⇔相交;Δ=0⇔相切;Δ<0⇔相离.热点一 直线的方程【例1】 (1)若直线l 1:x +ay +6=0与l 2:(a -2)x +3y +2a =0平行,则l 1与l 2间的距离为( ) A. 2 B.823 C. 3D.833(2)直线ax +y +3a -1=0恒过定点N ,则直线2x +3y -6=0关于点N 对称的直线方程为( ) A.2x +3y -12=0 B.2x +3y +12=0 C.2x -3y +12=0 D.2x -3y -12=0答案 (1)B (2)B解析 (1)由l 1∥l 2得(a -2)a =1×3,且a ×2a ≠3×6, 解得a =-1,∴l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23=0,∴l 1与l 2间的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪6-2312+(-1)2=823.(2)由ax +y +3a -1=0可得a (x +3)+y -1=0, 令⎩⎪⎨⎪⎧x +3=0,y -1=0,可得x =-3,y =1,∴N (-3,1).设直线2x +3y -6=0关于点N 对称的直线方程为 2x +3y +c =0(c ≠-6), 则|-6+3-6|4+9=|-6+3+c |4+9,解得c =12或c =-6(舍去). ∴所求直线方程为2x +3y +12=0.探究提高 1.求解两条直线平行的问题时,在利用A 1B 2-A 2B 1=0建立方程求出参数的值后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性.2.(1)要注意直线方程每种形式的局限性,点斜式、两点式、斜截式要求直线不能与x 轴垂直,而截距式方程既不能表示过原点的直线,也不能表示垂直于坐标轴的直线.(2)讨论两直线的位置关系时,要注意直线的斜率是否存在.【训练1】 (1)(多选)光线自点(2,4)射入,经倾斜角为135°的直线l :y =kx +1反射后经过点(5,0),则反射光线还经过下列哪些点( ) A.(14,2) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,98 C.(13,2)D.(13,1)(2)已知直线l 1:kx -y +4=0与直线l 2:x +ky -3=0(k ≠0)分别过定点A ,B ,又l 1,l 2相交于点M ,则|MA |·|MB |的最大值为________. 答案 (1)BD (2)252解析 (1)因为直线l 的倾斜角为135°,所以直线l 的斜率k =-1.设点(2,4)关于直线l :y =-x +1的对称点为(m ,n ),则⎩⎪⎨⎪⎧n -4m -2=1,n +42=-m +22+1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-3,n =-1,所以反射光线经过点(-3,-1)和点(5,0),则反射光线所在直线的方程为y =0-(-1)5-(-3)(x-5),即y=18(x-5),当x=13时,y=1;当x=14时,y=98.故选BD.(2)由题意可知,直线l1:kx-y+4=0经过定点A(0,4),直线l2:x+ky-3=0经过定点B(3,0),注意到直线l1:kx-y+4=0和直线l2:x+ky-3=0始终垂直,点M又是两条直线的交点,则有MA⊥MB,所以|MA|2+|MB|2=|AB|2=25.故|MA|·|MB|≤252(当且仅当|MA|=|MB|=522时取“=”).热点二圆的方程【例2】(1)已知圆C与x轴的正半轴相切于点A,圆心在直线y=2x上,若点A 在直线x-y-4=0的左上方且到该直线的距离等于2,则圆C的标准方程为()A.(x-2)2+(y+4)2=4B.(x+2)2+(y+4)2=16C.(x-2)2+(y-4)2=4D.(x-2)2+(y-4)2=16(2)古希腊数学家阿波罗尼斯在其巨著《圆锥曲线论》中提出“在同一平面上给出三点,若其中一点到另外两点的距离之比是一个大于零且不等于1的常数,则该点轨迹是一个圆”.现在,某电信公司要在甲、乙、丙三地搭建三座5G信号塔来构建一个特定的三角形信号覆盖区域,以实现5G商用,已知甲、乙两地相距4 km,丙、甲两地距离是丙、乙两地距离的3倍,则这个三角形信号覆盖区域的最大面积(单位:km2)是()A.2 3B.4 3C.3 6D.4 6答案(1)D(2)B解析(1)∵圆C的圆心在直线y=2x上,∴可设圆心C的坐标为(a,2a).∵圆C与x轴正半轴相切于点A,∴a>0,且圆C的半径r=2a,A(a,0).∵点A到直线x-y-4=0的距离d=2,|a-0-4|=2,解得a=6或a=2,∴d=1+1∴A(2,0)或A(6,0).∵点A在直线x-y-4=0的左上方,∴A(2,0),∴C(2,4),r=4,∴圆C的标准方程为(x-2)2+(y-4)2=16.(2)以甲、乙两地所在直线为x轴,甲、乙两地所连线段的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系.设甲、乙两地的坐标分别为(-2,0),(2,0),丙地坐标为(x,y)(y≠0),则(x+2)2+y2=3·(x-2)2+y2,整理得(x-4)2+y2=12(y≠0),可知丙地所在的圆的半径为r=2 3.所以三角形信号覆盖区域的最大面积为12×4×23=4 3.探究提高 1.求圆的方程主要方法有两种:(1)几何法求圆的方程,根据圆的几何性质,直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程.(2)待定系数法求圆的方程时,若已知条件与圆心(a,b)和半径r有关,则设圆的标准方程,否则选择圆的一般方程.2.第(2)题是一道以阿波罗尼斯圆为背景的数学应用问题,解题关键是先利用题设条件给出的关系式,求出阿波罗尼斯圆的方程,然后应用圆中的几何量求解三角形信号覆盖区域的最大面积.温馨提醒解答圆的方程问题,应注意数形结合,充分运用圆的几何性质.【训练2】 (1)已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为( ) A.4 B.5 C.6D.7(2)已知A ,B 分别是双曲线C :x 2m -y 22=1的左、右顶点,P (3,4)为C 上一点,则△PAB 的外接圆的标准方程为________. 答案 (1)A (2)x 2+(y -3)2=10解析 (1)由平面几何知识知,当且仅当原点、圆心、点(3,4)共线时,圆心到原点的距离最小且最小值为d min =(3-0)2+(4-0)2-1=4.(2)∵P (3,4)为C 上一点,∴9m -162=1, 解得m =1,则B (1,0),A (-1,0), ∴k PB =4-03-1=2,BP 的中点为(2,2),PB 的垂直平分线方程为l 1:y =-12(x -2)+2, AB 的垂直平分线方程为l 2:x =0,则圆心是l 1与l 2的交点M ,联立l 1与l 2方程, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =3,则M (0,3),r =|MB |=1+32=10,∴△PAB 外接圆的标准方程为x 2+(y -3)2=10. 热点三 直线(圆)与圆的位置关系 考向1 圆的切线问题【例3】 (1)已知直线y =kx +b (k >0)与圆x 2+y 2=1和圆(x -4)2+y 2=1均相切,则k =__________,b =________.(2)若斜率为3的直线与y 轴交于点A ,与圆x 2+(y -1)2=1相切于点B ,则|AB |=________.(3)直线l 是圆O :x 2+y 2=4的切线,且直线l 过点A (3,-1),点Q 是直线l 上的动点,过点Q 作圆M :x 2+43x +y 2=0的切线QT ,T 为切点,则线段QT 的长度的最小值为________.答案 (1)33 -233 (2)3 (3)13解析 (1)由题意知,直线kx -y +b =0(k >0)分别与圆心坐标为(0,0),半径为1,及圆心坐标为(4,0),半径为1的两圆相切, 可得⎩⎪⎨⎪⎧|b |k 2+1=1,①|4k +b |k 2+1=1,②由①②,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =33,b =-233.(2)设直线AB 的方程为y =3x +b ,则点A (0,b ).由于直线AB 与圆x 2+(y -1)2=1相切,且圆心为C (0,1),半径为1, 则|b -1|(3)2+(-1)2=1,解得b =-1或b =3,所以|AC |=2.因为|BC |=1,故|AB |=|AC |2-|BC |2= 3.(3)因为A (3,-1)的坐标满足圆O 的方程,所以点A 在圆O 上.连接OA ,易知l ⊥OA ,k OA =-13,所以k l =3,所以过点A 的切线l 的方程为3x -y -4=0. 由x 2+43x +y 2=0,得(x +23)2+y 2=12, 易知圆M 的圆心为(-23,0),半径为2 3.连接MT ,MQ ,在Rt △MQT 中, |QT |=|MQ |2-|MT |2=|MQ |2-12.因为|MQ |的最小值是点M 到直线l 的距离d , d =|3×(-23)-0-4|(3)2+(-1)2=5,所以线段QT 的长度的最小值为|QT |min =52-12=13.探究提高 1.过一点求圆的切线,要考虑此点是在圆上还是在圆外.若点(x 0,y 0)在圆上,则切线只有一条,此时过圆x 2+y 2=r 2(r >0)上一点(x 0,y 0)的切线方程为x 0x +y 0y =r 2,过圆(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0)上一点(x 0,y 0)的切线方程为(x 0-a )(x -a )+(y 0-b )(y -b )=r 2;若点(x 0,y 0)在圆外,则切线有两条.2.直线与圆相切时利用“切线与过切点的半径垂直,圆心到切线的距离等于半径”建立关于切线斜率的等式,但一定要注意斜率不存在的情形.【训练3】 (1)过点D (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则弦AB 所在直线的方程为( ) A.2y -1=0 B.2y +1=0 C.x +2y -1=0D.x -2y +1=0(2)(多选)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-4x =0.若直线y =k (x +1)上存在一点P ,使过点P 所作的圆的两条切线相互垂直,则实数k 的值可以是( ) A.1 B.2 C.3D.4答案 (1)B (2)AB解析 (1)由圆C :(x -1)2+y 2=1的方程可知其圆心为C (1,0),半径为1. 连接CD ,以线段CD 为直径的圆的方程为(x -1)(x -1)+(y +2)(y -0)=0, 整理得(x -1)2+(y +1)2=1.将两圆的方程相减,可得公共弦AB 所在直线的方程为2y +1=0.(2)由x 2+y 2-4x =0,得(x -2)2+y 2=4,则圆心为C (2,0),半径r =2.过点P 所作的圆的两条切线相互垂直,设两切点分别为A ,B ,连接AC ,BC ,则四边形PACB 为正方形,所以|PC |=2r =22,则圆心到直线的距离d =|2k -0+k |1+k 2≤22,即-22≤k ≤22,所以实数k 的取值可以是1,2.故选AB. 考向2 直线与圆的弦长问题【例4】 在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题: (1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值. (1)解 不能出现AC ⊥BC 的情况,理由如下:设A (x 1,0),B (x 2,0),则x 1,x 2满足方程x 2+mx -2=0, 所以x 1x 2=-2. 又C 的坐标为(0,1),故AC 的斜率与BC 的斜率之积为-1x 1·-1x 2=-12,所以不能出现AC ⊥BC 的情况.(2)证明 BC 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22,12,可得BC 的中垂线方程为y -12=x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 22.由(1)可得x 1+x 2=-m , 所以AB 的中垂线方程为x =-m2. 联立⎩⎪⎨⎪⎧x =-m 2, ①y -12=x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 22, ②又x 22+mx 2-2=0,③由①②③解得x =-m 2,y =-12.所以过A ,B ,C 三点的圆的圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-m2,-12,半径r =m 2+92.故圆在y 轴上截得的弦长为2r 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫m 22=3,即过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值.探究提高 1.研究直线与圆的位置关系最常用的解题方法为几何法,将代数问题几何化,利用数形结合思想解题.2.与圆的弦长有关的问题常用几何法,即利用圆的半径r ,圆心到直线的距离d ,及半弦长l2,构成直角三角形的三边,利用其关系来处理.【训练4】 (1)已知圆C :(x -2)2+(y -3)2=9,过点M (1,1)的直线l 与圆C 交于A ,B 两点,则弦长|AB |最短时直线l 的方程为( ) A.2x -y -1=0 B.x +2y -8=0 C.2x -y +1=0D.x +2y -3=0(2)(多选)关于圆C :x 2+y 2-kx +2y +14k 2-k +1=0,下列说法正确的是( ) A.k 的取值范围是k >0B.若k =4,过M (3,4)的直线l 与圆C 相交所得弦长为23,则l 的方程为12x -5y -16=0C.若k =4,则圆C 与圆x 2+y 2=1相交D.若k =4,m >0,n >0,直线mx -ny -1=0恒过圆C 的圆心,则1m +2n ≥8恒成立答案 (1)D (2)ACD解析 (1)根据题意,圆C :(x -2)2+(y -3)2=9的圆心C 为(2,3),半径r =3, 当CM 与AB 垂直时,即M 为AB 的中点时,弦长|AB |最短, 此时k CM =3-12-1=2,则k AB =-12,此时直线AB 的方程为y -1=-12(x -1),变形可得x +2y -3=0. (2)对于A ,由(-k )2+22-4⎝ ⎛⎭⎪⎫14k 2-k +1=4k >0,得k >0,故A 正确;对于B ,当k =4时,圆C 的标准方程为(x -2)2+(y +1)2=4,圆心为(2,-1),半径r =2,M 在圆外,因此过M (3,4)与圆相交所得弦长为23的直线有两条,故B 错误;对于C ,由B 知,圆C 的圆心为C (2,-1),半径r =2.因为(2,-1)与(0,0)间的距离为5,2-1<5<2+1,所以两圆相交,故C 正确;对于D ,由直线mx -ny -1=0过圆心,得2m +n =1,所以1m +2n =(2m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +2n =4+n m +4m n ≥4+24=8,当且仅当n =2m =12时等号成立,故D 正确.故选ACD.一、选择题1.设λ∈R ,则“λ=-3”是“直线2λx +(λ-1)y =1与直线6x +(1-λ)y =4平行”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件答案 A解析 若直线2λx +(λ-1)y =1与直线6x +(1-λ)y =4平行, 则⎩⎪⎨⎪⎧2λ(1-λ)=6(λ-1),2λ×(-4)≠6×(-1),解得λ=-3或λ=1. 又“λ=-3”是“λ=-3或λ=1”的充分不必要条件,则“λ=-3”是“直线2λx +(λ-1)y =1与直线6x +(1-λ)y =4平行”的充分不必要条件.2.在平面内,A ,B 是两个定点,C 是动点.若AC →·BC →=1,则点C 的轨迹为( ) A.圆 B.椭圆 C.抛物线 D.直线 答案 A解析 以AB 所在直线为x 轴,线段AB 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系,设点A ,B 分别为(-a ,0),(a ,0)(a >0),点C 为(x ,y ), 则AC→=(x +a ,y ),BC →=(x -a ,y ), 所以AC →·BC →=(x -a )(x +a )+y ·y =x 2+y 2-a 2=1,整理得x 2+y 2=a 2+1. 因此点C 的轨迹为圆.故选A.3.(多选)已知直线l 过点A (a ,0)且斜率为1,若圆x 2+y 2=4上恰有3个点到l 的距离为1,则a 可能的取值为( ) A. 2 B.3 2 C.-3 2 D.- 2答案 AD解析 直线l 的方程为y =x -a ,即x -y -a =0.由圆的半径为2,又圆上恰有三个点到直线l 的距离为1,可知圆心到直线的距离等于1,则|a |2=1,a =±2.故选AD.4.若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线2x -y -3=0的距离为( ) A.55 B.255 C.355 D.455答案 B解析 因为圆与两坐标轴都相切,且点(2,1)在圆上, 所以可设圆的方程为(x -a )2+(y -a )2=a 2(a >0), 则(2-a )2+(1-a )2=a 2,解之得a =1或a =5. 所以圆心的坐标为(1,1)或(5,5),所以圆心到直线2x -y -3=0的距离d =|2×1-1-3|22+(-1)2=255或d =|2×5-5-3|5=255.5.已知点P 为圆C :(x -1)2+(y -2)2=4上一点,A (0,-6),B (4,0),则|PA →+PB→|的最大值为( ) A.26+2 B.26+4 C.226+4 D.226+2答案 C解析 取AB 中点D (2,-3),则PA→+PB →=2PD →,|PA →+PB →|=|2PD →|=2|PD →|, 又由题意知,圆C 的圆心C (1,2),半径为2,|PD →|的最大值为圆心C (1,2)到D (2,-3)的距离d 与半径r 的和, 又d =1+25=26,∴d +r =26+2,∴2|PD→|的最大值为226+4, 即|PA→+PB →|的最大值为226+4. 6.(多选)已知直线l :ax +by -r 2=0与圆C :x 2+y 2=r 2,点A (a ,b ),则下列说法正确的是( )A.若点A 在圆C 上,则直线l 与圆C 相切B.若点A 在圆C 内,则直线l 与圆C 相离C.若点A 在圆C 外,则直线l 与圆C 相离D.若点A 在直线l 上,则直线l 与圆C 相切 答案 ABD解析 圆心C (0,0)到直线l 的距离d =r 2a 2+b2.若点A (a ,b )在圆C 上,则a 2+b 2=r 2,所以d =r 2a 2+b2=|r |,则直线l 与圆C相切,故A 正确;若点A (a ,b )在圆C 内,则a 2+b 2<r 2,所以d =r 2a 2+b2>|r |,则直线l 与圆C 相离,故B 正确;若点A (a ,b )在圆C 外,则a 2+b 2>r 2,所以d =r 2a 2+b2<|r |,则直线l 与圆C 相交,故C 错误;若点A (a ,b )在直线l 上,则a 2+b 2-r 2=0即a 2+b 2=r 2,所以d =r 2a 2+b2=|r |,直线l 与圆C 相切,故D 正确.故选ABD.7.若直线l 与曲线y =x 和圆x 2+y 2=15都相切,则l 的方程为( ) A.y =2x +1 B.y =2x +12 C.y =12x +1 D.y =12x +12答案 D解析 易知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程y =kx +b ,则|b |k 2+1=55①. 设直线l 与曲线y =x 的切点坐标为(x 0,x 0)(x 0>0), 则y ′|x =x 0=12x -12=k ②,x 0=kx 0+b ③.由②③可得b =12x 0,将b =12x 0,k =12x -12代入①得x 0=1或x 0=-15(舍去).所以k =b =12,故直线l 的方程为y =12x +12. 二、填空题8.已知△ABC 的顶点坐标分别为A (3,4),B (6,0),C (-5, -2),则内角A 的平分线所在直线的方程为________.答案 7x -y -17=0解析 法一 由题意,得|AC |=10,|AB |=5.设内角A 的平分线交BC 于点D ,则由角平分线定理得|CD ||DB |=|AC ||AB |=2,即CD →=23CB →,可求得D⎝ ⎛⎭⎪⎫73,-23,从而k AD =7,所以直线AD 的方程为7x -y -17=0. 法二 AB→=(3,-4),AC →=(-8,-6),所以△ABC 的内角A 的平分线所在直线的方向向量为AP →=AB →|AB →|+AC →|AC →|=15(3,-4)+110(-8,-6)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-15,-75,所以所求直线的斜率为7,所以所求直线的方程为y -4=7(x -3),即7x -y -17=0. 9.已知圆C 的方程是x 2+y 2-8x -2y +8=0,直线l :y =a (x -3)被圆C 截得的弦长最短时,直线l 的方程为________________. 答案 x +y -3=0解析 圆C 的标准方程为(x -4)2+(y -1)2=9, ∴圆C 的圆心C (4,1),半径r =3. 又直线l :y =a (x -3)过定点P (3,0),则当直线l 与直线CP 垂直时,被圆C 截得的弦长最短. 因此a ·k CP =a ·1-04-3=-1,∴a =-1.故所求直线l 的方程为y =-(x -3),即x +y -3=0.10.已知曲线y =-x 2+4x -3与直线kx -y +k -1=0有两个不同的交点,则实数k 的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,34解析 曲线y =-x 2+4x -3整理得(x -2)2+y 2=1(y ≥0),则该曲线表示圆心为(2,0),半径为1的圆的上半部分,直线kx -y +k -1=0过定点A (-1,-1). 如图,当k ∈[k 1,k 2)时,曲线与直线有两个不同的交点,易得k 1=12,k 2=34,所以实数k 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,34.11.已知圆O :x 2+y 2=1,设点P (t ,4)为直线y =4上一点,过点P 作圆O 的切线,切点分别为M ,N ,则直线MN 所过定点的坐标为________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14 解析 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).因为M 是切点,在圆上,所以以点M 为切点的切线方程为x 1x +y 1y =1, 因为P (t ,4)在切线PM 上,所以tx 1+4y 1=1, 所以切点M (x 1,y 1)在直线tx +4y =1上, 同理,切点N (x 2,y 2)也在直线tx +4y =1上, 所以直线MN 的方程为tx +4y =1, 故直线MN 过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14.三、解答题12.已知以点A (-1,2)为圆心的圆与直线m :x +2y +7=0相切,过点B (-2,0)的动直线l 与圆A 相交于M ,N 两点. (1)求圆A 的方程;(2)当|MN |=219时,求直线l 的方程.解 (1)易知点A (-1,2)到直线x +2y +7=0的距离为圆A 的半径r ,∴r=|-1+4+7|5=25,∴圆A的方程为(x+1)2+(y-2)2=20.(2)记MN的中点为Q,则∠MQA=90°,且|MQ|=19,在Rt△AMQ中,|AQ|=|AM|2-|MQ|2=1,当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=-2,显然x=-2符合题意,当直线l的斜率存在时,设动直线l的方程为y=k(x+2),由点A(-1,2)到l的距离为1,得|-k-2+2k|k2+1=1,解得k=34.∴所求l的方程为3x-4y+6=0或x=-2.13.(多选)已知点A是直线l:x+y-2=0上一定点,点P,Q是圆x2+y2=1上的动点,若∠PAQ的最大值为90°,则点A的坐标可以是()A.(0,2)B.(1,2-1)C.(2,0)D.(2-1,1)答案AC解析如图所示,坐标原点O到直线l:x+y-2=0的距离d=212+12=1,则直线l与圆x2+y2=1相切,由图可知,当AP,AQ均为圆x2+y2=1的切线时,∠PAQ取得最大值.连接OP,OQ,OA,当∠PAQ=90°时,又∠APO=∠AQO=90°,|OP|=|OQ|=1,则四边形APOQ为正方形,所以|OA|=2|OP|=2.设A(t,2-t),由两点间的距离公式得|OA|=t2+(2-t)2=2,整理得2t2-22t=0,解得t=0或t=2,因此,点A的坐标为(0,2)或(2,0).故选AC.14.已知点A,B关于坐标原点O对称,|AB|=4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切.(1)若A在直线x+y=0上,求⊙M的半径;(2)是否存在定点P,使得当A运动时,|MA|-|MP|为定值?并说明理由.解(1)因为⊙M过点A,B,所以圆心M在AB的垂直平分线上.又已知A在直线x+y=0上,且A,B关于坐标原点O对称,所以M在直线y=x上,故可设M(a,a).因为⊙M与直线x+2=0相切,所以⊙M的半径为r=|a+2|.连接MA,OM,由已知得|AO|=2.又MO⊥AO,得2a2+4=(a+2)2,解得a=0或a=4.故⊙M的半径r=2或r=6.(2)存在定点P(1,0),使得|MA|-|MP|为定值.理由如下:设M(x,y),由已知得⊙M的半径为r=|x+2|,|AO|=2.由于MO⊥AO,故得x2+y2+4=(x+2)2, 化简得M的轨迹方程为y2=4x.因为曲线C:y2=4x是以点P(1,0)为焦点,以直线x=-1为准线的抛物线,所以|MP|=x+1.因为|MA|-|MP|=r-|MP|=x+2-(x+1)=1,所以存在满足条件的定点P.。
直线与圆的方程试题及答案大题
直线与圆的方程试题及答案大题一、选择题1.设直线过点A(1, 2),斜率为-2,则直线方程是()– A. y = 2x + 3– B. y = -2x + 3– C. 2y = x + 3– D. -2y = x + 3答案:B2.设点A(-1,3)和B(2,-4),则直线AB的斜率为()– A. -1– B. 1– C. 2– D. -2答案:D二、填空题1.过点A(2,1)且与直线y = 2x + 3平行的直线的方程是y = ___________。
答案:2x - 12.过点A(1,-2)且与直线2y = 4x - 3垂直的直线的方程是y = ___________。
答案:-0.5x - 13.过点A(-3,4),斜率为2的直线方程是 y = ___________。
答案:2x + 10三、解答题1.求过点A(2,3)和B(-1,5)的直线方程。
解:直线AB的斜率 m = (5 - 3)/ (-1 - 2) = 2 / -3 = -2/3直线方程的一般形式为y = mx + c,其中c为常数。
将坐标A(2,3)代入直线方程,得到3 = (-2/3) * 2 + c => 3 = -4/3 + c。
解得c = 3 + 4/3 = 13/3,所以直线方程为y = -2/3x + 13/3。
2.已知直线的斜率为-1/2,过点A(3,4),求直线的方程。
解:直线方程的斜率为-1/2,过点A(3,4),所以直线方程可以表示为y = (-1/2)x + c。
将点A(3,4)代入直线方程,得到4 = (-1/2) * 3 + c => 4 = -3/2 + c。
解得c = 4 +3/2 = 11/2,所以直线方程为y = (-1/2)x + 11/2。
四、应用题1.在直角坐标系中,过点A(2,3)和B(-1,5)的直线与y轴交于点C,求点C的坐标。
解:由题意可知,过点A(2,3)和B(-1,5)的直线与y轴交于点C,所以C的横坐标为0。
人教A版高一直线与圆的方程的应用精选试卷练习(含答案)1
人教A 版高一直线与圆的方程的应用精选试卷练习(含答案)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.已知直线l :10()x ay a R +-=∈是圆22:4210C x y x y +--+=的对称轴.过点(4,)A a -作圆C 的一条切线,切点为B ,则||AB =( )A .2B .C .6D .2.已知圆C 的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,直线3440x y ++=与圆C 相切,则圆C 的方程为( ) A .22230x y x +--= B .2240x y x ++= C .22230x y x ++-=D .2240x y x +-=3.已知直线0ax by c ++=(0abc ≠)与圆221x y +=相切,则三条边长分别为a 、b 、c 的三角形是A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不存在4.“圆材埋壁”是《九章算术》中的一个问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,学会一寸,锯道长一尺,问径几何?”其意为:今有一圆柱形木材,埋在墙壁中,不知道大小,用锯取锯它,锯口深一寸,锯道长一尺,问这块圆柱形木材的直径是多少?现有圆柱形木材一部分埋在墙壁中,截面如图所示,已知弦1AB =尺,弓形高1CD =寸,则阴影部分面积约为(注: 3.14π≈,5sin 22.513︒≈,1尺=10寸)( )A .6.33平方寸B .6.35平方寸C .6.37平方寸D .6.39平方寸5.若直线x ﹣my+m =0与圆(x ﹣1)2+y 2=1相交,且两个交点位于坐标平面上不同的象限,则m 的取值范围是( )A .(0,1)B .(0,2)C .(﹣1,0)D .(﹣2,0)6.圆2250x y +=与圆22126400x y x y +--+=的公共弦长为( )A BC .D .7.已知过点P(2,2) 的直线与圆22(1)5x y -+=相切, 且与直线10ax y -+=垂直, 则a =( )A .12-B .1C .2D .128.过点()3,0P作直线()2120x y λλ++-=(R λ∈)的垂线,垂足为M ,己知定点()4,2N ,则当λ变化时,线段MN 的长度取值范围是( )A .⎡⎣B .C .D .9.如下图,在同一直角坐标系中表示直线y =ax 与y =x +a ,正确的是( )A .B .C .D .10.由直线1y x =+上的一点P 向圆C :()2231x y -+=引切线,切点分别为A ,B ,则四边形PACB 面积的最小值为( )A .1B .CD .311.过圆()()22111C x y -+-=:的圆心,作直线分别交x 、y 正半轴于点A 、B ,AOB∆被圆分成四部分(如图),若这四部分图形面积满足,S S S S ⅥⅡⅢI +=+则直线AB 有( )A .0条B .1条C .2条D .3条12.若直线10x y --=被圆心坐标为(2,-1)的圆截得的弦长为方程A .()()22214x y -++= B .()()22214x y ++-= C .()()22212x y ++-=D .()()22212x y -++=13.若方程220x y x y m -++=+表示一个圆,则m 的取值范围是( ) A .2m ≤ B .2m < C .12m <D .12m ≤二、填空题14.若直线3450x y -+=与圆()2220x y r r +=>相交于A,B 两点,且120oAOB ∠=(O 为坐标原点),则r =_____.15.若C 为半圆直径AB 延长线上的一点,且2AB BC ==,过动点P 作半圆的切线,切点为Q ,若PC =,则PAC ∆面积的最大值为____.16.已知圆O :221x y +=,O 为坐标原点,若正方形ABCD 的一边AB 为圆O 的一条弦,则线段OC 长度的最大值是 .17.在平面直角坐标系xOy 中,过点()5,P a -作圆222210x y ax y +-+-=的两条切线,切点分别为()11,M x y 、()22,Nx y ,且2112211220y y x x x x y y -+-+=-+,则实数a 的值是______.18.已知平面直角坐标系中两点12(,)A a a 、12(,)B b b ,O 为原点,有122112AOB S a b a b ∆=-.设11(,)M x y 、22(,)N x y 、33(,)P x y 是平面曲线2224x y x y +=-上任意三点,则12212332T x y x y x y x y =-+-的最大值为________19.已知实数x 、y 满足()2211x y -+≤,则342z x y =-+的最大值为_____. 20.已知A ,B 为圆C :22(1)(1)5x y ++-=上两个动点,且AB =2,直线l :(5)y k x =-,若线段AB 的中点D 关于原点的对称点为D ′,若直线l 上任一点P ,都有1PD '≥,则实数k 的取值范围是__________.21.如图,正方形ABCD 的边长为20米,圆O 的半径为1米,圆心是正方形的中心,点P 、Q 分别在线段AD 、CB 上,若线段PQ 与圆O 有公共点,则称点Q 在点P 的“盲区”中,已知点P 以1.5米/秒的速度从A 出发向D 移动,同时,点Q 以1米/秒的速度从C 出发向B 移动,则在点P 从A 移动到D 的过程中,点Q 在点P 的盲区中的时长约________秒(精确到0.1).22.已知圆O :x 2+y 2=4和圆O 外一点P(0x ,0y ),过点P 作圆O 的两条切线,切点分别为A ,B ,且∠AOB =120°.若点C(8,0)和点P 满足PO =λPC ,则λ的范围是_______.三、解答题23.已知圆C 经过点()0,6E ,()5,5F ,且圆心在直线:3590l x y -+=上 (1)求圆C 的方程.(2)过点()0,3M 的直线与圆C 交于A ,B 两点,问:在直线3y =上是否存在定点N ,使得AN BN k k =-(AN k ,BN k 分别为直线AN ,BN 的斜率)恒成立?若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.24.已知圆C 过(1,0)A ,(0,1)B -两点,且圆心C 在直线20x y -+=上. (1)求圆C 的方程;(2)设点P 是直线4380x y --=上的动点,PM 、PN 是圆C 的两条切线,M 、N 为切点,求四边形PMCN 面积的最小值.25.已知圆()()22:414C x y -+-=,直线():23120l mx m y -++=(1)求证:直线l 过定点;(2)求直线l 被圆C 所截得的弦长最短时m 的值;(3)已知点()4,5M ,在直线MC 上(C 为圆心),存在定点N (异于点M ),满足:对于圆C 上任一点P ,都有PM PN为一常数,试求所有满足条件的点N 的坐标及该常数.26.如图,某处立交桥为一段圆弧AB .已知地面上线段40AB =米,O 为AB 中点.桥上距离地面最高点P ,且OP 高5米.工程师在OB 中点C 处发现他的正上方桥体有裂缝.需临时找根直立柱,立于C 处,用于支撑桥体.求直立柱的高度.(精确到0.01米).27.某景区欲建造同一水平面上的两条圆形景观步道1M 、2M (宽度忽略不计),已知AB AC ⊥,60AB AC AD ===(单位:米),要求圆1M 与AB 、AD 分别相切于点B 、D ,2M 与AC 、AD 分别相切于点C 、D ,且90CAD BAD ︒∠+∠=. (1)若60BAD ︒∠=,求圆1M 、圆2M 的半径(结果精确到0.1米);(2)若景观步道1M 、2M 的造价分别为每米0.8千元、0.9千元,如何设计圆1M 、圆2M 的大小,使总造价最低?最低总造价为多少(结果精确到0.1千元)? 28.在平面直角坐标系xOy 中,点(0,3),A 直线:24=-l y x ,设圆C 的半径长为1,圆心在l 上.(1)若圆心C 也在直线1y x =-上,过点A 作圆C 的切线,求切线的方程; (2)若圆C 存在点M ,使2=MA MO ,求圆心C 的横坐标a 的取值范围. 29.已知圆C 过点A (2,6),且与直线l 1: x +y -10=0相切于点B (6,4). (1)求圆C 的方程;(2)过点P (6,24)的直线l 2与圆C 交于M ,N 两点,若△CMN 为直角三角形,求直线l 2的斜率; (3)在直线l 3: y =x -2上是否存在一点Q ,过点Q 向圆C 引两切线,切点为E ,F , 使△QEF 为正三角形,若存在,求出点Q 的坐标,若不存在,说明理由.30.已知动点P 与两个定点O (0,0),A (3,0)的距离的比值为2,点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的轨迹方程(2)过点(﹣1,0)作直线与曲线C 交于A ,B 两点,设点M 坐标为(4,0),求△ABM 面积的最大值.31.已知圆M 过两点A (1,﹣1),B (﹣1,1),且圆心M 在x +y ﹣2=0上, (Ⅰ)求圆M 的方程;(Ⅱ)设P 是直线x +y +2=0上的动点.PC ,PD 是圆M 的两条切线,C ,D 为切点,求四边形PCMD 面积的最小值.32.在某海滨城市附近海面有一台风,据监测,当前台风中心位于城市A (看做一点)的东偏南θ角方向cos θ⎛= ⎝⎭,300 km 的海面P 处,并以20km / h 的速度向西偏北45°方向移动.台风侵袭的范围为圆形区域,当前半径为60 km ,并以10km / h 的速度不断增大.(1) 问10小时后,该台风是否开始侵袭城市A ,并说明理由; (2) 城市A 受到该台风侵袭的持续时间为多久?33.如图,12,l l是通过某城市开发区中心O的两条南北和东西走向的街道,连结M,N 两地之间的铁路线是圆心在2l上的一段圆弧,若点M在点O正北方向3公里;点N到,l l距离分别为4公里和5公里.的12(1)建立适当的坐标系,求铁路线所在圆弧的方程;(2)若该城市的某中学拟在点O的正东方向选址建分校,考虑环境问题,要求校址到点O的距离大于4公里,求该校址距点O的最短距离(注:校址视为一个点)34.已知A(﹣1,0),B(1,0),动点G满足GA⊥GB,记动点G的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)如图,点M是C上任意一点,过点(3,0)且与x轴垂直的直线为l,直线AM 与l相交于点E,直线BM与l相交于点F,求证:以EF为直径的圆与x轴交于定点T,并求出点T的坐标.35.已知圆C :22(1)5x y +-=,直线l :10mx y m -+-=. ①求证:对m R ∈,直线l 与圆C 总有两个不同的交点;②设l 与圆C 交于A 、B 两点,若AB =l 的倾斜角; ③当实数m 变化时,求直线l 被圆C 截得的弦的中点的轨迹方程.36.已知椭圆22221(0)x y a b a b Γ+=>>:的左右顶点分别是(2,0)A -,(2,0)B ,点12⎫⎪⎭在椭圆上,过该椭圆上任意一点P 作PQ x ⊥轴,垂足为Q ,点C 在QP 的延长线上,且||||QP PC =.(1)求椭圆Γ的方程;(2)求动点C 的轨迹E 的方程;(3)设直线AC (C 点不同A 、B )与直线2x =交于R ,D 为线段RB 的中点,证明:直线CD 与曲线E 相切;37.已知圆O :224x y +=,直线:280l x y +-=,点A 在直线l 上. (1)若点A 的横坐标为2,求过点A 的圆O 的切线方程.(2)已知圆A 的半径为2,求圆O 与圆A 的公共弦EF 的最大值.38.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆O 的方程为2216x y +=,过点(0,1)M 的直线l 与圆O 交于两点A ,B .(1)若AB =l 的方程;(2)若直线l 与x 轴交于点N ,设NA mMA =u u u r u u u r ,NB mMB =u u u r u u u r,m ,n ∈R ,求m n +的值.39.已知圆M 与直线2x =相切,圆心M 在直线0x y +=上,且直线20x y --=被圆M 截得的弦长为(1)求圆M 的方程,并判断圆M 与圆22:68150N x y x y +-++=的位置关系; (2)若横截距为-1且不与坐标轴垂直的直线l 与圆M 交于,A B 两点,在x 轴上是否存在定点Q , 使得0AQ BQ k k +=,若存在,求出Q 点坐标,若不存在,说明理由. 40.已知点M 与定点()6,0A 和原点O 的距离的比为2. (1)求点M 的轨迹C 方程;(2)设过点()4,0B 的直线l 与曲线C 交于P ,Q 两点. ①求线段PQ 的中点N 的轨迹方程;②求证:BP BQ ⋅u u u r u u u r为定值,并求出这个定值.41.已知椭圆C 的左、右焦点坐标分别是(,0),离心率是3,直线y t =与椭圆C 交与不同的两点M ,N ,以线段MN 为直径作圆P,圆心为P 。
高中数学直线与圆精选题目(附答案)
高中数学直线与圆精选题目(附答案)一、两直线的位置关系1.求直线斜率的基本方法(1)定义法:已知直线的倾斜角为α,且α≠90°,则斜率k =tan α.(2)公式法:已知直线过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),且x 1≠x 2,则斜率k =y 2-y 1x 2-x 1.2.判断两直线平行的方法(1)若不重合的直线l 1与l 2的斜率都存在,且分别为k 1,k 2,则k 1=k 2⇔l 1∥l 2.(2)若不重合的直线l 1与l 2的斜率都不存在,其倾斜角都为90°,则l 1∥l 2. 3.判断两直线垂直的方法(1)若直线l 1与l 2的斜率都存在,且分别为k 1,k 2,则k 1·k 2=-1⇔l 1⊥l 2. (2)已知直线l 1与l 2,若其中一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0,则l 1⊥l 2.1.已知两条直线l 1:ax -by +4=0和l 2:(a -1)x +y +b =0,求满足下列条件的a ,b 的值.(1)l 1⊥l 2且l 1过点(-3,-1);(2)l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等. [解] (1)∵l 1⊥l 2, ∴a (a -1)-b =0,① 又l 1过点(-3,-1), ∴-3a +b +4=0.②解①②组成的方程组得⎩⎨⎧a =2,b =2.(2)∵l 2的斜率存在,l 1∥l 2, ∴直线l 1的斜率存在. ∴k 1=k 2,即a b=1-a .③又∵坐标原点到这两条直线的距离相等,l 1∥l 2, ∴l 1,l 2在y 轴上的截距互为相反数,即4b=-(-b ).④由③④联立,解得⎩⎨⎧a =2,b =-2或⎩⎨⎧a =23,b =2.经检验此时的l 1与l 2不重合,故所求值为 ⎩⎨⎧a =2,b =-2或⎩⎨⎧a =23 ,b =2.注:已知两直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0和l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(1)对于l 1∥l 2的问题,先由A 1B 2-A 2B 1=0解出其中的字母值,然后代回原方程检验这时的l 1和l 2是否重合,若重合,舍去.(2)对于l 1⊥l 2的问题,由A 1A 2+B 1B 2=0解出字母的值即可. 2.直线ax +2y -1=0与直线2x -3y -1=0垂直,则a 的值为( ) A .-3 B .-43C .2D .3解析:选D 由2a -6=0得a =3.故选D.3.已知直线x +2ay -1=0与直线(a -1)x +ay +1=0平行,则a 的值为( )或0 C .0D .-2解析:选A 当a =0时,两直线的方程化为x =1和x =1,显然重合,不符合题意;当a ≠0时,a -11=a 2a ,解得a =32.故选A. 二、直线方程1.直线方程的五种形式2.常见的直线系方程(1)经过两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ是待定系数.在这个方程中,无论λ取什么实数,都不能得到A2x+B2y+C2=0,因此它不能表示直线l2.(2)平行直线系方程:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)平行的直线系方程是Ax+By+λ=0(λ≠C).(3)垂直直线系方程:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)垂直的直线系方程是Bx-Ay+λ=0.4.过点A(3,-1)作直线l交x轴于点B,交直线l1:y=2x于点C,若|BC|=2|AB|,求直线l的方程.[解] 当直线l的斜率不存在时,直线l:x=3,∴B(3,0),C(3,6).此时|BC|=6,|AB|=1,|BC|≠2|AB|,∴直线l的斜率存在.设直线l的方程为y+1=k(x-3),显然k≠0且k≠2.令y=0,得x=3+1 k ,∴B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3+1k ,0,由⎩⎨⎧y =2x ,y +1=kx -3,得点C 的横坐标x C =3k +1k -2. ∵|BC |=2|AB |,∴|x B -x C |=2|x A -x B |, ∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪3k +1k -2-1k -3=2⎪⎪⎪⎪⎪⎪1k , ∴3k +1k -2-1k -3=2k 或3k +1k -2-1k -3=-2k, 解得k =-32或k =14.∴所求直线l 的方程为3x +2y -7=0或x -4y -7=0. 注:求直线方程时,要根据给定条件,选择恰当的方程,常用以下两种方法求解:(1)直接法:直接选取适当的直线方程的形式,写出结果;(2)待定系数法:先以直线满足的某个条件为基础设出直线方程,再由直线满足的另一个条件求出待定系数,从而求得方程.5.已知直线l 1:3x -2y -1=0和l 2:3x -2y -13=0,直线l 与l 1,l 2的距离分别是d 1,d 2,若d 1∶d 2=2∶1,求直线l 的方程.解:由直线l 1,l 2的方程知l 1∥l 2,又由题意知,直线l 与l 1,l 2均平行(否则d 1=0或d 2=0,不符合题意).设直线l :3x -2y +m =0(m ≠-1且m ≠-13),由两平行直线间的距离公式,得d 1=|m +1|13,d 2=|m +13|13,又d 1∶d 2=2∶1,所以|m +1|=2|m +13|,解得m =-25或m =-9.故所求直线l 的方程为3x -2y -25=0或3x -2y -9=0. 6.已知直线l :3x -y +3=0,求: (1)点P (4,5)关于l 的对称点;(2)直线x -y -2=0关于直线l 对称的直线方程.解:设P (x ,y )关于直线l :3x -y +3=0的对称点为P ′(x ′,y ′).∵k PP ′·k l =-1,即y ′-yx ′-x×3=-1.① 又PP ′的中点在直线3x -y +3=0上, ∴3×x ′+x 2-y ′+y 2+3=0.②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧x ′=-4x +3y -95, ③y ′=3x +4y +35. ④(1)把x =4,y =5代入③④得x ′=-2,y ′=7, ∴P (4,5)关于直线l 的对称点P ′的坐标为(-2,7).(2)用③④分别代换x -y -2=0中的x ,y ,得关于l 的对称直线方程为-4x +3y -95-3x +4y +35-2=0,化简得7x +y +22=0.三、圆的方程(1)圆的标准方程:(x -a )2+(y -b )2=r 2 (2)圆的一般方程:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(3)若圆经过两已知圆的交点或一已知圆与一已知直线的交点,求圆的方程时可用相应的圆系方程加以求解:①过两圆C 1:x 2+y 2+D 1x +E 1y +F 1=0,C 2:x 2+y 2+D 2x +E 2y +F 2=0交点的圆系方程为x 2+y 2+D 1x +E 1y +F 1+λ(x 2+y 2+D 2x +E 2y +F 2)=0(λ为参数,λ≠-1),该方程不包括圆C 2;②过圆C :x 2+y 2+Dx +Ey +F =0与直线l :Ax +By +C =0交点的圆系方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F +λ(Ax +By +C )=0(λ为参数,λ∈R).7.在平面直角坐标系中,已知△ABC 的三个顶点的坐标分别为A (-3,0),B (2,0),C (0,-4),经过这三个点的圆记为M .(1)求BC 边的中线AD 所在直线的一般式方程; (2)求圆M 的方程.[解] (1)法一:由B (2,0),C (0,-4),知BC 的中点D 的坐标为(1,-2).又A (-3,0),所以直线AD 的方程为y -0-2-0=x +31+3,即中线AD 所在直线的一般式方程为x +2y +3=0. 法二:由题意,得|AB |=|AC |=5, 则△ABC 是等腰三角形, 所以AD ⊥BC .因为直线BC 的斜率k BC =2, 所以直线AD 的斜率k AD =-12,由直线的点斜式方程,得y -0=-12(x +3),所以直线AD 的一般式方程为x +2y +3=0. (2)设圆M 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.将A (-3,0),B (2,0),C (0,-4)三点的坐标分别代入方程,得⎩⎨⎧9-3D +F =0,4+2D +F =0,16-4E +F =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧D =1,E =52,F =-6.所以圆M 的方程是x 2+y 2+x +52y -6=0.注:利用待定系数法求圆的方程(1)若已知条件与圆的圆心和半径有关,可设圆的标准方程,依据已知条件列出关于a ,b ,r 的方程组,从而求出a ,b ,r 的值.(2)若已知条件没有明确给出圆的圆心或半径,可选择圆的一般方程,依据已知条件列出关于D ,E ,F 的方程组,从而求出D ,E ,F 的值.8.以线段AB :x +y -2=0(0≤x ≤2)为直径的圆的方程为( ) A .(x +1)2+(y +1)2=2 B .(x -1)2+(y -1)2=2 C .(x +1)2+(y +1)2=8 D .(x -1)2+(y -1)2=8解析:选B 直径的两端点分别为(0,2),(2,0),∴圆心为(1,1),半径为2,故圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=2.9.已知圆C 经过点A (2,-3),B (-2,-5),且圆心在直线l :x -2y -3=0上,求圆C 的方程.解:设圆C 的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2.由题意,得⎩⎨⎧2-a2+-3-b 2=r 2,-2-a 2+-5-b2=r 2,a -2b -3=0,解得⎩⎨⎧a =-1,b =-2,r 2=10.所以圆C 的方程为(x +1)2+(y +2)2=10.10.求以圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0和圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0的公共弦为直径的圆C 的方程.解:联立两圆的方程得方程组 ⎩⎨⎧x 2+y 2-12x -2y -13=0,x 2+y 2+12x +16y -25=0,相减得公共弦所在直线的方程为4x +3y -2=0. 再由⎩⎨⎧4x +3y -2=0,x 2+y 2-12x -2y -13=0解得两圆交点坐标为(-1,2),(5,-6).∵所求圆以公共弦为直径,∴圆心C 是公共弦的中点(2,-2),半径长为125+12+-6-22=5.∴圆C 的方程为(x -2)2+(y +2)2=25.四、直线与圆的位置关系1.直线与圆位置关系的判断方法(1)几何法:设圆心到直线的距离为d ,圆的半径长为r .若d <r ,则直线和圆相交;若d =r ,则直线和圆相切;若d >r ,则直线和圆相离.(2)代数法:联立直线方程与圆的方程组成方程组,消元后得到一个一元二次方程,其判别式为Δ.Δ=0⇔直线与圆相切;Δ>0⇔直线与圆相交;Δ<0⇔直线与圆相离.2.过圆外一点(x 0,y 0)与圆相切的切线方程的求法①当切线斜率存在时,设切线方程为y-y0=k(x-x0),化成一般式kx-y+y-kx0=0,利用圆心到直线的距离等于半径长,解出k;②当切线斜率存在时,设切线方程为y-y0=k(x-x0),与圆的方程(x-a)2+(y-b)2=r2联立,化为关于x的一元二次方程,利用判别式为0,求出k.当切线斜率不存在时,可通过数形结合思想,在平面直角坐标系中作出其图象,求出切线的方程.3.圆中弦长的求法(1)直接求出直线与圆或圆与圆的交点坐标,再利用两点间的距离公式求解.(2)利用圆的弦长公式l=1+k2|x1-x2|=1+k2·x1+x22-4x1x2(其中x1,x2为两交点的横坐标).(3)利用垂径定理:分别以圆心到直线的距离d、圆的半径r与弦长的一半l2为线段长的三条线段构成直角三角形,故有l=2r2-d2.4.圆与圆的位置关系:(1)利用圆心间距离与两半径和与差的大小关系判断两圆的位置关系.(2)若圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交.则两圆方程相减后得到的新方程:(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0表示的是两圆公共弦所在直线的方程.11.(1)直线x+y-2=0与圆(x-1)2+(y-2)2=1相交于A,B两点,则|AB|=( )(2)若直线x-my+1=0与圆x2+y2-2x=0相切,则m的值为( )A.1 B.±1C.± 3(3)已知圆C:(x-3)2+(y-4)2=4,直线l过定点A(1,0).①若l与圆C相切,求l的方程;②若l与圆C相交于P,Q两点,且|PQ|=22,求此时直线l的方程.[解析] (1)∵圆心(1,2)到直线x+y-2=0的距离d=22,∴|AB|=212-⎝ ⎛⎭⎪⎫222=2,故选D.(2)由x 2+y 2-2x =0,得圆心坐标为(1,0),半径为1,因为直线与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即|1-0+1|1+m 2=1,解得m =± 3. 答案:(1)D (2)C(3)解:①若直线l 的斜率不存在,则直线l :x =1,符合题意. 若直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =k (x -1), 即kx -y -k =0.由题意知,圆心(3,4)到直线l 的距离等于2,即|3k -4-k |k 2+1=2,解得k =34,此时直线l 的方程为3x -4y -3=0.综上可得,所求直线l 的方程是x =1或3x -4y -3=0.②由直线l 与圆C 相交可知,直线l 的斜率必定存在,且不为0,设直线l 的方程为k 0x -y -k 0=0,圆心(3,4)到直线l 的距离为d ,因为|PQ |=24-d 2=22,所以d =2, 即|3k 0-4-k 0|k 20+1=2,解得k 0=1或k 0=7,所以所求直线l 的方程为x -y -1=0或7x -y -7=0. 注:研究直线与圆位置关系综合问题时易忽视直线斜率k 不存在情形,要注意作出图形进行判断.12.由直线y =x +1上的一点向圆x 2-6x +y 2+8=0引切线,则切线长的最小值为( )A .1B .22D .3解析:选C 切线长的最小值在直线y =x +1上的点与圆心距离最小时取得,圆心(3,0)到直线的距离为d =|3-0+1|2=22,圆的半径为1,故切线长的最小值为d 2-r 2=8-1=7.13.P 是直线l :3x -4y +11=0上的动点,PA ,PB 是圆x 2+y 2-2x -2y +1=0的两条切线,C 是圆心,那么四边形PACB 面积的最小值是( )B .22D .23解析:选C 圆的标准方程为(x -1)2+(y -1)2=1,圆心C (1,1),半径r =1.根据对称性可知四边形PACB 的面积等于2S △APC =2×12×|PA |×r =|PA |=|PC |2-r 2=|PC |2-1.要使四边形PACB 的面积最小,则只需|PC |最小,最小值为圆心C 到直线l :3x -4y +11=0的距离d =|3-4+11|32+42=105=2,所以四边形PACB 面积的最小值为4-1= 3.14.已知圆C :x 2+y 2-2x +4y -4=0.问是否存在斜率为1的直线l ,使l 被圆C 截得的弦AB 满足:以AB 为直径的圆经过原点.解:假设存在且设l :y =x +m ,圆C 化为(x -1)2+(y +2)2=9,圆心C (1,-2),则过圆心C 垂直弦AB 的直线为y +2=-x +1,解方程组⎩⎨⎧y =x +m ,y +2=-x +1得AB 的中点N 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫-m +12,m -12, 由于以AB 为直径的圆过原点,所以|AN |=|ON |. 又|AN |=|CA |2-|CN |2= 9-2×⎝⎛⎭⎪⎫m +322, |ON |=⎝⎛⎭⎪⎫-m +122+⎝ ⎛⎭⎪⎫m -122.所以9-2×⎝⎛⎭⎪⎫3+m 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫-m +122+⎝ ⎛⎭⎪⎫m -122, 解得m =1或m =-4.所以存在直线l ,其方程为x -y +1=0和x -y -4=0,并可以检验,这时l 与圆是相交于两点的.。
直线和圆的位置关系练习题(附答案
直线和圆的位置关系练习题班别:____________ 姓名:_____________ 座号:_____ 成绩:_____________一、选择题:(每小题5分,共50分,每题只有一个正确答案)1.已知⊙O 的半径为10cm ,如果一条直线和圆心O 的距离为10cm ,那么这条直 线和这个圆的位置关系为( ) A. 相离 B. 相切 C. 相交 D. 相交或相离 2.如右图,A 、B 是⊙O 上的两点,AC 是⊙O 的切线, ∠B=70°,则∠BAC 等于( ) A. 70° B. 35° C. 20° D. 10° 3.如图,PA 切⊙O 于A ,PB 切⊙O 于B ,OP 交⊙O 于C , 下列结论中,错误的是( ) A. ∠1=∠2 B. PA=PBC. AB ⊥OPD. 2PA PC ·PO4.如图,已知⊙O 的直径AB 与弦AC 的夹角为30°,过C 点的切线PC 与AB 的延长线交于P ,PC=5,则⊙O 的半径为( )A.335 B.635 C. 10 D. 55.已知AB 是⊙O 的直径,弦AD 、BC 相交于点P ,那么CD ︰AB 等于∠BPD 的( ) A. 正弦B. 余弦C. 正切D. 余切6.A 、B 、C 是⊙O 上三点,AB ⌒的度数是50°,∠OBC=40°,则∠OAC 等于( )A. 15°B. 25°C. 30°D. 40°7.AB 为⊙O 的一条固定直径,它把⊙O 分成上、下两个半圆,自上半圆上一点C ,作弦CD⊥AB ,∠OCD 的平分线交⊙O 于点P ,当C 点在半圆(不包括A 、B 两点)上移动时,点P ( )A. 到CD 的距离不变B. 位置不变C. 等分DB ⌒D. 随C 点的移动而移动第5题图 第6题图 第7题图CBB3题图) 4题图)28.内心与外心重合的三角形是( )A. 等边三角形B. 底与腰不相等的等腰三角形C. 不等边三角形D. 形状不确定的三角形9.AD 、AE 和BC 分别切⊙O 于D 、E 、F ,如果AD =20,则△ABC 的周长为( )A. 20B. 30C. 40D. 213510.在⊙O 中,直径AB 、CD 互相垂直,BE 切⊙O 于B ,且BE=BC ,CE 交AB 于F ,交⊙O 于M ,连结MO 并延长,交⊙O 于N ,则下列结论中,正确的是( )A. CF=FMB. OF=FBC. BM ⌒的度数是22.5°D. BC ∥MN第9题图 第10题图 第11题图二、填空题:(每小题5分,共30分)11.⊙O 的两条弦AB 、CD 相交于点P ,已知AP=2cm ,BP=6cm ,CP ︰PD =1︰3,则DP=___________.12.AB 是⊙O 的直径,弦CD ⊥AB ,垂足为E ,P 是BA 的延长线上的点,连结PC ,交⊙O 于F ,如果PF=7,FC=13,且PA ︰AE ︰EB = 2︰4︰1,则CD =_________.13.从圆外一点P 引圆的切线PA ,点A 为切点,割线PDB 交⊙O 于点D 、B ,已知PA=12,PD=8,则=∆∆DAP ABP S S :__________.14.⊙O 的直径AB=10cm ,C 是⊙O 上的一点,点D 平分BC ⌒,DE=2cm ,则AC=_____. 第13题图 第14题图 第15题图 15.如图,AB 是⊙O 的直径,∠E=25°,∠DBC=50°,则∠CBE=________. 16.点A 、B 、C 、D 在同一圆上,AD 、BC 延长线相交于点Q ,AB 、DC 延长线相交于点P ,若∠A=50°,∠P =35°,则∠Q=________.AP DBABCDEO BDACEFABCDEOABC DQPDCBAP第3页 共4页 2006-5-1三、解答题:(共7小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.如图,MN 为⊙O 的切线,A 为切点,过点A 作AP ⊥MN ,交⊙O 的弦BC 于点P. 若PA=2cm ,PB=5cm ,PC=3cm ,求⊙O 的直径.18.如图,AB 为⊙O 的直径,BC 切⊙O 于B ,AC 交⊙O 于P ,CE=BE ,E 在BC 上. 求证:PE 是⊙O 的切线.19.AB 、CD 是两条平行弦,BE//AC ,交CD 于E ,过A 点的切线交DC 的延长线于P , 求证:AC 2=PC ·CE .20.点P 为圆外一点,M 、N 分别为AB⌒、CD ⌒的中点,求证: PEF 是等腰三角形.P421.ABCD 是圆内接四边形,过点C 作DB 的平行线交AB 的延长线于E 点,求证:BE ·AD=BC ·CD .22.已知∆ABC 内接于⊙O ,∠A 的平分线交⊙O 于D ,CD 的延长线交过B 点的切线于E .求证:CEDE BC CD 22=.23.如图,⊙O 1与⊙O 2交于A 、B 两点,过A 作⊙O 2的切线交⊙O 1于C ,直线CB 交⊙O 2于D ,直线DA 交⊙O 1于E ,求证:CD 2 = CE 2+DA ·DE .E A B D C第5页 共4页 2006-5-1参考答案基础达标验收卷 一、选择题:二、填空题:1. 相交或相切2. 13. 54. 35°5.251+ 6. 66 7. 2 8. 10 9. 3 10. 6三、解答题:1. 解:如右图,延长AP 交⊙O 于点D . 由相交弦定理,知PC PB PD PA ··=. ∵P A =2cm ,PB =5cm ,PC =3cm , ∴2PD =5×3. ∴PD =7.5. ∴AD =PD +P A =7.5+2=9.5. ∵MN 切⊙O 于点A ,AP ⊥MN , ∴AD 是⊙O 的直径. ∴⊙O 的直径是9.5cm.2. 证明:如图,连结OP 、BP .∵AB 是⊙O 的直径,∴∠APB =90°.又∵CE =BE ,∴EP =EB . ∴∠3=∠1. ∵OP =OB ,∴∠4=∠2. ∵BC 切⊙O 于点B ,∴∠1+∠2=90°.∠3+∠4=90°.又∵OP 为⊙O 的半径,∴PE 是⊙O 的切线.3.(1)△QCP 是等边三角形.证明:如图2,连结OQ ,则CQ ⊥OQ .∵PQ =PO ,∠QPC =60°, ∴∠POQ =∠PQO =60°. ∴∠C =︒=︒-︒603090.∴∠CQP =∠C =∠QPC =60°. ∴△QCP 是等边三角形. (2)等腰直角三角形. (3)等腰三角形. 4. 解:(1)PC 切⊙O 于点C ,∴∠BAC =∠PCB =30°. 又AB 为⊙O 的直径,∴∠BCA =90°.∴∠CBA =90°.(2)∵PCB PCB CBA P ∠=︒=︒-︒=∠-∠=∠303060,∴PB =BC .又362121=⨯==AB BC ,∴9=+=AB PB PA . 5. 解:(1)连结OC ,证∠OCP =90°即可. (2)∵∠B =30°,∴∠A =∠BGF =60°.N A6∴∠BCP =∠BGF =60°. ∴△CPG 是正三角形. ∴34==CP PG .∵PC 切⊙O 于C ,∴PD ·PE =48)34(22==PC . 又∵36=BC ,∴12=AB ,33=FD ,3=EG . ∴32=PD .∴3103832=+=+PE PD .∴以PD 、PE 为根的一元二次方程为0483102=+-x .(3)当G 为BC 中点时,OD ⊥BC ,OG ∥AC 或∠BOG =∠BAC ……时,结论BO BE BG ·2=成立. 要证此结论成立,只要证明△BFC ∽△BGO 即可,凡是能使△BFC ∽△BGO 的条件都可以. 能力提高练习1. CD 是⊙O 的切线;BA DB CD ·2;︒=∠90ACB ;AB =2BC ;BD =BC 等. 2. (1)①∠CAE =∠B ,②AB ⊥EF ,③∠BAC +∠CAE =90°,④∠C =∠F AB ,⑤∠EAB =∠F AB . (2)证明:连结AO 并延长交⊙O 于H ,连结HC ,则∠H =∠B . ∵AH 是直径,∴∠ACH =90°.∵∠B =∠CAE ,∴∠CAE +∠HAC =90°. ∴EF ⊥HA . 又∵OA 是⊙O 的半径, ∴EF 是⊙O 的切线. 3. D.4. 作出三角形两个角的平分线,其交点就是小亭的中心位置.5. 略.6.(1)假设锅沿所形成的圆的圆心为O ,连结OA 、OB . ∵MA 、MB 与⊙O 相切,∴∠OAM =∠OBM =90°.又∠M =90°,OA =OB ,∴四边形OAMB 是正方形. ∴OA =MA .量得MA 的长,再乘以2,就是锅的直径.(2)如右图,MCD 是圆的割线,用直尺量得MC 、CD 的长,可求得MA 的长.∵MA 是切线,∴MD MC MA ·2=,可求得MA 的长. 同上求出锅的直径. 7. 60°.8. (1)∵BD 是切线,DA 是割线,BD =6,AD =10,由切割线定理, 得DA DE DB ·2=. ∴6.310622===DA DB DE . (2)设是上半圆的中点,当E 在BM 上时,F 在直线AB 上;E 在AM 上时,F 在BA 的延长线上;当E 在下半圆时,F 在AB 的延长线上,连结BE . ∵AB 是直径,AC 、BD 是切线,∠CEF =90°, ∴∠CAE =∠FBE ,∠DBE =∠BAE ,∠CEA =∠FEB . ∴Rt △DBE ∽Rt △BAE ,Rt △CAE ∽Rt △FBE . ∴AE BE BA DB =,AE BE AC BF =. 根据AC =AB ,得BD =BF .。
直线与圆练习试题及答案
直线与圆练习第Ⅰ卷 (选择题 共40分)一、选择题(10³4′=40′)1.直线l 与直线y =1、x-y -7=0分别交于P 、Q 两点,线段PQ 的中点为(1,-1),则直线l 的斜率为( ) A.23 B.32 C.-32 D.-23 2.点P 在直线2x +y +10=0上,P A 、PB 与圆422=+y x 分别相切于A 、B 两点,则四边形P AOB 面积的最小值为 ( )A.24B.16C.8D.43.已知直线1l :y =x ,2l :ax -y =0,其中a 为实数,当这两直线的夹角θ∈(0,12π)时,a 的取值范围为 ( )A.(0,1)B.(33,3)C.(33,1)∪(1,3)D.(1,3) 4.设a 、b 、k 、p 分别表示同一直线的横截距、纵截距、斜率和原点到直线的距离,则有( )A.)1(2222k p k a +=B.k =ab C.b a 11+=p D.a =-kb 5.已知直线x +3y -7=0,kx-y -2=0和x 轴、y 轴围成四边形有外接圆,则实数k 等于 ( )A.-3B.3C.-6D.66.若圆222r y x =+(r >0)上恰有相异两点到直线4x -3y +25=0的距离等于1,则r 的取值范围是( )A.[4,6]B.[4,6)C.(4,6]D.(4,6)7.直线1l :0=++c by ax ,2l :0=++p ny mx ,则bnam =-1是1l ⊥2l 的 ( ) A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件8.过圆422=+y x 外一点P(4,-1)引圆的两条切线,则经过两切点的直线方程为 ( )A.4x -y -4=0B.4x +y -4=0C.4x +y +4=0D.4x -y +4=09.倾斜角为60°,且过原点的直线被圆222)()(r b y a x =-+-(r >0)截得弦长恰好等于圆的半径,则a 、b 、r 满足的条件是 ( ) A.)3(|3|3a b b a r ≠-= B.)3(|3|23a b b a r ≠-= C.)3(|3|3a b b a r ≠+= D.)3(|3|23a b b a r ≠-=10.直线y =kx +1与圆0922=--++y kx y x 的两个交点关于y 轴对称,则k 为 ( )。
高一圆的试题及答案
高一圆的试题及答案
一、选择题
1. 若圆的半径为5,圆心到直线的距离为3,则直线与圆的位置关系是()。
A. 相离
B. 相切
C. 相交
D. 圆内
答案:C
2. 已知圆的方程为(x-2)^2 + (y-3)^2 = 9,点P(4,6)与圆的位置关系是()。
A. 在圆内
B. 在圆上
C. 在圆外
D. 不确定
答案:C
二、填空题
1. 圆的标准方程为(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2,其中(a, b)是圆的
______,r是圆的______。
答案:圆心坐标;半径
2. 圆的一般方程为x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0,其中D^2 + E^2 - 4F > 0时,表示的是一个______。
答案:圆
三、解答题
1. 已知圆心在原点,半径为5的圆,求经过点(3,4)且与该圆相切的直线方程。
答案:设切线方程为y = kx + b,由于切线与圆相切,圆心到切线的距离等于半径,即|b|/√(k^2 + 1) = 5。
又因为切线经过点(3,4),代入得4 = 3k + b。
联立解得k = -4/3,b = 20/3,故切线方程为y = -4/3x + 20/3。
2. 已知圆C1:x^2 + y^2 - 6x - 8y + 24 = 0,圆C2:x^2 + y^2 + 2x - 4y - 20 = 0,求两圆的公共弦所在的直线方程。
答案:两圆方程相减得公共弦的方程为8x + 12y - 44 = 0,即2x + 3y - 11 = 0。
(完整版)直线与圆练习题(带答案解析)
..直线方程、直线与圆练习1.如果两条直线l 1:260ax y ++=与l 2:(1)30x a y +-+=平行,那么a 等 A .1 B .-1 C .2 D .23【答案】B 【解析】试题分析:两条直线平行需满足12211221A B A B A C A C =⎧⎨≠⎩即122112211A B A B a AC A C =⎧⇒=-⎨≠⎩,故选择B考点:两条直线位置关系2. 已知点A (1,1),B (3,3),则线段AB 的垂直平分线的方程是 A .4y x =-+ B .y x = C .4y x =+ D .y x =- 【答案】A 【解析】试题分析:由题意可得:AB 中点C 坐标为()2,2,且31131AB k -==-,所以线段AB 的垂直平分线的斜率为-1,所以直线方程为:()244y x y x -=--⇒=-+,故选择A考点:求直线方程3.如图,定圆半径为a ,圆心为(,)b c ,则直线0ax by c ++=与直线10x y +-=的交点在A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 【答案】D 【解析】试题分析:由图形可知0b a c >>>,由010ax by c x y ++=⎧⎨+-=⎩得0b c x b a a c y b a +⎧=>⎪⎪-⎨--⎪=<⎪-⎩所以交点在第四象限考点:圆的方程及直线的交点4.若点(,0)k 与(,0)b 的中点为(1,0)-,则直线y kx b =+必定经过点 A .(1,2)- B .(1,2) C .(1,2)- D .(1,2)-- 【答案】A 【解析】试卷第2页,总48页试题分析:由中点坐标公式可得2k b +=-,所以直线y kx b =+化为()212y kx k k x y =--∴-=+,令10,201,2x y x y -=+=∴==-,定点(1,2)-考点:1.中点坐标公式;2.直线方程5.过点(1,3)P -且平行于直线032=+-y x 的直线方程为( ) A .012=-+y x B .052=-+y x C .052=-+y x D .072=+-y x【答案】D 【解析】试题分析:设直线方程:02=+-c y x ,将点(1,3)P -代入方程,06-1-=+c ,解得7=c ,所以方程是072=+-y x ,故选D . 考点:直线方程 6.设(),P x y 是曲线2cos :sin x C y θθ=-+⎧⎨=⎩(θ为参数,02θπ≤<)上任意一点,则y x 的取值范围是()A .3,3⎡⎤-⎣⎦B .(),33,⎤⎡-∞-⋃+∞⎦⎣C .33,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ D .33,,33⎛⎤⎡⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎥⎢ ⎪⎝⎦⎣⎭【答案】C 【解析】试题分析:曲线2cos :sin x C y θθ=-+⎧⎨=⎩(θ为参数,02θπ≤<)的普通方程为:()()2221,,x y P x y ++=是曲线()22:21C x y ++=上任意一点,则yx 的几何意义就是圆上的点与坐标原点连线的斜率, 如图:33,33y x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦.故选C .考点:1.直线与圆的位置关系;2.直线的斜率;3.圆的参数方程.7.设点(1,0)A ,(2,1)B ,如果直线1ax by +=与线段AB 有一个公共点,那么22a b +..(A )最小值为15 (B )最小值为55 (C )最大值为15 (D )最大值为55【答案】A【解析】试题分析:直线ax+by=1与线段AB 有一个公共点,则点A(1,0)B(2,1)应分布在直线ax+by-1=0两侧,将(1,0)与(2,1)代入,则(a-1)(2a+b-1)≤0,以a 为横坐标,b 为纵坐标画出区域如下图:则原点到区域内点的最近距离为OA ,即原点到直线2a+b-1=0的距离,OA=55,22a b +表示原点到区域内点的距离的平方,∴22a b +的最小值为15,故选A.考点:线性规划.8.点()11-,到直线10x y -+=的距离是( ). A .21 B .23 C .22D .223【答案】D【解析】试题分析:根据点到直线的距离公式,()221(1)132211d --+==+-,故选D 。
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一、选择题:
1.直线x-3y+6=0的倾斜角是( )
A 600
B 1200
C 300
D 1500
2. 经过点A(-1,4),且在x 轴上的截距为3的直线方程是( )
A x+y+3=0
B x-y+3=0
C x+y-3=0
D x+y-5=0
3.直线(2m 2+m-3)x+(m 2-m)y=4m-1与直线2x-3y=5平行,则的值为( )
A-23或1 B1 C-89 D -8
9
或1
4.直线ax+(1-a)y=3与直线(a-1)x+(2a+3)y=2互相垂直,则a 的值为( )
A -3
B 1
C 0或-2
3
D 1或-3
5.圆(x-3)2+(y+4)2=2关于直线x+y=0对称的圆的方程是( )
A. (x+3)2+(y-4)2=2
B. (x-4)2+(y+3)2=2
C .(x+4)2+(y-3)2=2 D. (x-3)2+(y-4)2=2
6、若实数x 、y 满足3)2(22=++y x ,则x y
的最大值为( )
A.
3 B. 3- C.
33 D. 3
3- 7.圆1)3()1(22=++-y x 的切线方程中有一个是 ( )
A .x -y =0
B .x +y =0
C .x =0
D .y =0
8.若直线210ax y ++=与直线20x y +-=互相垂直,那么a 的值等于 ( )
A .1
B .13-
C .2
3
-
D .2- 9.设直线过点(0,),a 其斜率为1,且与圆222x y +=相切,则a 的值为
( )
A.4± B.± C.2± D.
10. 如果直线12,l l 的斜率分别为二次方程2410x x -+=的两个根,那么1l 与2l 的夹角为( )
A .
3π B .4π C .6
π
D .
8
π
11.已知{(,)|0}M x y y y ==≠,{(,)|}N x y y x b ==+,若M N ≠∅,则b ∈
( )
A .[-
B .(-
C .(-
D .[-
12.一束光线从点(1,1)A -出发,经x 轴反射到圆22:(2)(3)1C x y -+-=上的最短路径是
( )
A .4
B .5
C .1-
D .
二、填空题:
13过点M (2,-3)且平行于A (1,2),B (-1,-5)两点连线的直线方程是
14、直线l 在y 轴上截距为2,且与直线l `:x+3y-2=0垂直,则l 的方程是
15.已知直线0125=++a y x 与圆0222=+-y x x 相切,则a 的值为________.
16圆224460x y x y +-++=截直线50x y --=所得的弦长为 _________ 17.已知圆M :(x +cos θ)2+(y -sin θ)2=1,
直线l :y =kx ,下面四个命题:
(A )对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 相切; (B )对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 有公共点;
(C )对任意实数θ,必存在实数k ,使得直线l 与和圆M 相切; (D )对任意实数k ,必存在实数θ,使得直线l 与和圆M 相切. 其中真命题的代号是______________(写出所有真命题的代号).
18已知点M (a ,b )在直线1543=+y x 上,则22b a +的最小值为
三、解答题:
19、平行于直线2x+5y-1=0的直线l 与坐标轴围成的三角形面积为5,求直线l 的方程。
20、已知∆ABC 中,A(1, 3),AB 、AC 边上的中线所在直线方程分别为x y -+=210 和y -=10,
求∆ABC 各边所在直线方程.
21.已知ABC ∆的顶点A 为(3,-1),AB 边上的中线所在直线方程为610590x y +-=,B
∠的平分线所在直线方程为4100x y -+=,求BC 边所在直线的方程.
22.设圆满足:①截y 轴所得弦长为2;②被x 轴分成两段圆弧,其弧长之比为3:1;③圆
心到直线:20l x y -=的距离为5
,求该圆的方程.
23.设M 是圆22680x y x y +--=上的动点,O 是原点,N 是射线OM 上的点,若
150||||=⋅ON OM ,求点N 的轨迹方程。
24.已知过A (0,1)和(4,)B a 且与x 轴相切的圆只有一个,求a 的值及圆的方程.
C C C
D B A
7.C .圆心为(1
,1,故此圆必与y 轴(x =0)相切,选C. 8.D .由12120A A B B +=可解得.
9.C .直线和圆相切的条件应用, 2,2
2,0±=∴=∴=+-a a a y x ,选C;
10.A .由夹角公式和韦达定理求得.
11.C
.数形结合法,注意0y y =≠等价于229(0)x y y +=>
12.A .先作出已知圆C 关于x 轴对称的圆'C ,问题转化为求点A 到圆'C 上的点的最短路径,
即|'|14AC -=.
16.8或-
18.
1=,解得a =8或-18.
17.(B )(D ).圆心坐标为(-cos θ,sin θ)d =
|sin |1
θϕ≤--(+)=(+)故填(B )(D ) 18、3。
19、2x +5y-10=0 或2x +5y+10=0
20、x – y + 2 = 0、x + 2y – 7 = 0、x - 4y – 1 = 0
21.设11(410,)B y y -,由AB 中点在610590x y +-=上,
可得:0592
1
10274611=--⋅+-⋅
y y ,y 1 = 5,所以(10,5)B . 设A 点关于4100x y -+=的对称点为'(',')A x y ,
则有)7,1(14
1310
1024423A x y y x '⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧-=⋅-'+'=+-'⋅-+'.故:29650BC x y +-=. 22.设圆心为(,)a b ,半径为r ,由条件①:221r a =+,由条件②:222r b =,从而有:2221b a -=.由
|2|15a b =⇒-=,解方程组2221|2|1
b a a b ⎧-=⎨
-=⎩可得:11a b =⎧⎨=⎩或11a b =-⎧⎨=-⎩,所以2222r b ==.故所求圆的方程是22(1)(1)2x y -+-=或22(1)(1)2x y +++=.
23.设(,)N x y ,11(,)M x y .由(0)OM ON λλ=>可得:11
x x
y y λλ=⎧⎨=⎩,
由22150
150||||y x ON OM +=⇒=⋅λ.故122
122
150150x
x x y y y x y ⎧
=⎪+⎪⎨
⎪=
⎪+⎩
,因为点M 在已知圆上. 所以有015081506)150()150(
2
222222222=+⋅-+⋅-+++y x y
y x x y x y y x x ,
化简可得:34750x y +-=为所求.
24.设所求圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=.因为点A 、B 在此圆上,所以10E F ++=,
① ,24160D aE F a ++++=② ③④又知该圆与x 轴(直线0y =)相切,所以由2040D F ∆=⇒-=,③ 由①、②、③消去E 、F 可得:
221
(1)41604
a D D a a -++-+=, ④ 由题意方程④有唯一解,当1a =时,4,5,4D E F =-=-=;当1a ≠时由0∆=可解得0a =,
这时8,17,16D E F =-=-=.
综上可知,所求a 的值为0或1,当0a =时圆的方程为22817160x y x y +--+=;当1a =时,圆的方程为224540x y x y +--+=.。